扩音机功率放大级故障的检修

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(北京市广播器材修造厂工人 程仲 技术员 谢祥恺)功率放大级是扩音机的末级,经常在高电压、大屏流条件下工作。前级推动电路和末级的负载电路对它也有直接影响,而且前级电压放大电路和电源电路、负载电路等的故障,一般地多通过功放级反映出来。因此,功放级的故障在扩音机故障中所占比重最大。下面根据我们的体会谈谈这一级常见故障的检修方法,供参考。

一、功放级高压加不上

扩音机功放级的高压加不上有两种现象:一种是开高压时保险丝立即熔断,或启动高压时继电器跳闸;一种是扩音机工作过程中突发性熔断保险丝断高压。这两种现象可能由于高压电源电路有故障而引起,也可能是功放级故障所引起。所以要先判断故障的大致部位,方法是:将输出变压器中心头与直流高压断开,即图1中A点断开,然后启动高压,若仍然熔断保险丝或保险丝虽未断而高压不能启动,那么故障不是在功放级,而是在电源电路(关于电源电路的故障检查方法请参看本刊1973年第1、2期)。若在A点断开高压后,能启动高压,可以肯定故障产生在功放级。有些情况下,有屏流表的扩音机,当功放管内部连极时,在开高压而熔保险丝或继电器跳动的瞬间,屏流表表针跳起,也能说明高压电源电路没有故障,而是功放部分的故障。

图1
图1 🔍原图 (323×387)

功放管高压加不上的故障有如下几方面的原因:

1.功放管内部连极:主要是机器长期在重负载下或静态屏耗过大的情况下工作,造成屏极过热变形,局部向外或向内凸起(这在FU—5功放管常见,如图2所示),形成屏极与栅极连极;或者屏极与栅极或阴极的支柱短路(如FU—811功放管常见),以致屏流增大,高压过载而熔断保险。这类故障多发生在三极管或四极管等用金属做屏极的功放管中。当然也有个别管子在运输中受振动出现连极,但比较少见。属于这种“极偏”故障,直观可见屏极有凸起处,且管子半边屏红。

图2
图2 🔍原图 (344×489)

还有一种管子内部连极的故障是:功放管使用日久,屏极有氧化物粉屑脱落在瓷架上,使屏、栅或栅、阴短路,造成断保险或加不上高压。直观可见,开高压的瞬间管内有跳火闪光。

2. 输出变压器短路:变压器短路有初级或次级线圈与铁心短路;以及初、次级线圈之间短路(如图3单线输出时有此现象)。因大功率机器都有保护地线,当单线输出时,次级一端接地,初、次级之间短路和初级对铁心短路一样。这将造成电源短路,熔断保险,加不上高压。另有一种情况是:单线输出时,次级的非接地端(图3中的A点)与铁心有短路,相当于次级短路,负载加重,有信号输入时屏流大断高压。这与外接负载过重或短路时现象一样。判断是机内还是机外短路的方法是:将外接负载断开,用假负载接上(或甚至不接负载),看高压能否加上。若加不上时显然是输出变压器本身有短路故障了(当然是指功放级其他工作电压正常的情况,下面再详述。属于变压器故障的检修方法可参看本刊第1期)。

图3
图3 🔍原图 (365×351)

3.变压器屏帽接线端子与铁支架跳火短路:引起跳火的原因是机器有振荡,屏极电压增高,形成输出变压器上接屏帽的接线端子与铁心或铁支架跳火,绝缘被破坏而使高压短路。有时机器虽无振荡存在,但如端子固定板绝缘不够,或端子距铁支架太近,也会引起跳火短路。跳火情况不严重时,可清除烧焦的炭渍物并将端子远离铁心改善绝缘后继续使用,严重时只能重换固定板。但若变压器内也随之跳火,就只能拆下修理了。

4.突发性断高压:当扩音机在工作过程中高压突然中断而停止工作时,不要轻易判断为机器故障,应先将外接负载与机器断开,接上假负载,再开高压看是否加得上。若加不上时,是机器内部有故障,再进一步分析故障在那部分。若能加上高压,那是外接负载发生短路,使功放级负载加重,屏流增大而熔断保险丝,断高压。

二、输出功率小或无功率输出

这是功率放大级故障的主要特征,检修时要作仔细分析。

1.功放管衰老。功放管本身衰老或失效是影响机器输出功率的重要原因之一,检查的方法如下:

①测功放管静态工作电压:将所测的功放管各极工作电压与该管的典型工作电压(或机器说明书所给参考值)进行比较,就能判断功放管的工作状态是否正常。几种功放管在不同工作方式下各极电压和屏流的正常数值如附表(电源电压为220伏)。作电压测量时,所用万用表最好是高电阻的,如每伏至少在10千欧以上的为好,否则将影响测量的准确度;同时还应注意到电源电压是否正常。有调压器时,要先将电源电压调到220伏;无调压器时,应考虑到电源电压变动所起的影响。另外,像6P3P和FU—7(807)作甲乙\(_{1}\)类放大时,栅偏压是自给,当有信号输入时,如屏压和帘栅压正常,阴极电压上升到30伏应视为正常现象,不能误认为栅偏压高。

图4
图4 🔍原图 (1206×440)

②测功放管的屏流:功放管屏流的测量是判断功放管工作状态的有效措施。对工作在甲乙\(_{1}\)类放大方式的自给偏压的机器,可以通过测阴极电阻两端电压来推算屏流。例如美多20瓦扩音机(图4),当测得R35两端电压为25伏时,两管总屏流I=\(\frac{V}{R}\)=25;250=100毫安,每管屏流等于50毫安(其中包括小部分帘栅流约3毫安)。

图5
图5 🔍原图 (548×479)

对于工作在甲乙\(_{2}\)类或乙类放大方式外加固定栅偏压的机器,由于阴极直接接地,就需采取从屏极电路中测量屏流的方法。有屏极抑制电阻(多管并联时),可用测抑制电阻上的电压降的方法来推算屏流。由于屏流很高,测量时要注意安全。万用表表笔改用金属夹子,关掉电源,按图5夹实,将表拨在直流10伏档,开启高压,看表指电压值,按I=\(\frac{V}{R}\)计算。正常时,如电压为2~2.4伏,则算出屏流约为40~47毫安。如无抑制电阻,就需要直接测量屏流。关掉电源,拔下屏帽,将表拨在直流100毫安档,串接在屏极电路中,表笔仍用金属夹夹实,负表笔接屏极。开高压,即可读出屏流数。

图6
图6 🔍原图 (525×452)

大功率机器都有屏流表,可以用它测量。但有的因使用日久,读数误差大,这点应加注意。另外有的机器在出厂时,为了减小屏耗,功放管栅偏压高于额定值,如FU—7,栅偏压可加到-35伏,FU—5的栅偏压可加到-20伏,因此屏流相应减小应视为正常。

当测得屏流小于正常值而栅偏压正常时(指固定栅偏),说明功放管衰老。这时,用手摸功放管的下部玻壳,壳温比其他管子要低。对于四极功放管屏流小时,测得的帘栅压必然高于正常值(指帘栅压电源电路无故障,即泄放电阻不存在开路故障时)。

当测得屏流大于正常值时,可能有几种情况:①功放管屏压高,特别是帘栅极供给电压高,应查帘栅电源电路;②功放管因内在质量问题,本身屏耗就大,例如个别的功放管FU-5虽属新管,屏流也有超过规定值的,这只要不发生静态屏红现象,也可继续使用;③极偏,虽未造成如前面提到的连极现象,但极偏后,使得极间距离变小而引起屏流增大,直观可见,宜换新管。屏耗增大,输出功率势必减小,这是容易理解的。

2、栅偏压不正常。对于图4所示的自给栅偏压电路的故障有:①无偏压。例如功放管失效,无屏流,阴极电阻两端无电压降,因此无偏压(阴极电路所测阴极对地之间的电压即为自给栅偏压,直接测栅极是测不出来的)。另外,灯丝不亮或屏极、帘栅极、阴极引出线与管脚接触不良(这类故障的检修后面再叙述),形成以上三个电极之一开路等,都将形成栅极无偏压。阴极旁路电容器击穿时,阴极电阻被短路,自给偏压也将为零,这时屏流将增大很多。

②偏压小:功放管衰老,或屏压低(特别是帘栅压变低),屏流减小,阴极电阻上产生的自给偏压将变小。

③偏压大:屏压增高(特别是帘栅压增高),使屏流增大,或可变线绕阴极电阻的滑环接点接触不良阻值增大,都将使自给偏压变大;栅极交连电容器击穿,栅极加在正电压,屏流增大,也将增大自给栅偏压;此外,阴极电阻开路,万用表去测阴极电压时,以电表的高内阻代替了阴极电阻,所得读数也将很大,但此时屏流很小,机器无输出;机器存在寄生振荡时,虽无信号输入屏流也将增大,从而使偏压增大,这时功放管将出现屏红。

对于甲乙类和乙类放大采用固定偏压的机器,除固定偏压电源电路出现故障外,主要是功放管栅极和阴极连极,使得偏压短路为零,这时屏流增大(零偏压机器除外),且使输入信号短路,造成无输出,或输出小且失真。此外,推动变压器初、次级线圈间漏电使栅偏压为正时,屏流大、输出小且失真。当直热式三极管如FU-811、FU-5的灯丝断开时,不仅固定栅偏压失去意义,机器则形成半边工作或全不工作了(视一管或多管灯丝开路而定)。

3、输出变压器局部短路。输出变压器初级或次级有局部短路,或次级负载略有加重,虽不至于形成烧保险、断高压,但将造成屏流增加而屏红、输出减小和失真(空载时输出电压甚至不减小)的故障。当初级局部短路空载时,输出电压不减小,在接上负载或负载很轻的情况下,只要栅极激励电压达到额定值,则功放管全部屏红,这是很典型的现象。进一步检查的方法是:将输出变压器初、次级与电路断开,按图6所示初级加220伏市电,用万用表交流0~250伏档分别测中心头B对两边端点P的电压。正常时两边电压应相等。有局部短路时则一边的电压低于另一边的电压。如果接通市电马上断保险丝,说明局部短路严重,就不必再测了。测电压不能判断时,还可借助调压器,从零开始逐渐给次级加上电压,但所加电压不能超过次级额定输出电压(一般要低于该值的10~20%,因为输出变压器的最低工作频率都高于50赫)。中、小功率定阻输出式的机器,其输出变压器次级额定电压可用下式算出:

图7
图7 🔍原图 (513×306)

输出电压(U)=\(\sqrt{输出功率}\)(P)×输出阻抗(Z)

然后分别测出初级P-B的电压,再与正常值进行比较。一般正常时,次级加给额定电压,初级P-B间应有的感应电压大致如下:

FU-5——有偏压,屏压为1500优,约840伏;

FU-5——无偏压,屏压为1250伏,650伏;

FU-7——2只输出 50瓦,290伏;

FU-7——4只输出150瓦,350伏;

FU-7(或6P3P)——2只输出25瓦,400伏。

输出变压器局部短路,除绝缘防潮处理不善等质量因素外,主要是机器产生寄生振荡造成的。有这种故障时,喇叭里可听到嘶啦、嘶啦的声音,同时对收音有干扰。

寻找次级短路故障,首先应检查次级上并接的高频抑制电路是否有短路。例如美多A150和北京DB-150型扩音机,其输出变压器次级并接的电容C\(_{28}\)、C29和C\(_{54}\)(见图7)短路,特使次级短路或负载加重,结果输出小或无输出。

图8
图8 🔍原图 (563×256)

4、自给偏压的小功率机器,如图4中阴极交流旁路电容C\(_{27}\),失效或开路,形成电流负反馈,对有的机器来说,将影响机器的输出功率,这时只要并联上同值的电容即可恢复输出功率。

5、推动级输出电压(或功率)不足,即是说功放管栅极激励信号电压不够时,无论功放级工作状态怎样正常,仍然不能有额定的输出。

6、多管并联运用时,其中一管的屏极抑制电阻或栅极抑制电阻开路时,不仅失真,输出也将减小。在满负载情况下,若一管屏极电阻开路时,其他几管将屏红,因为负载加重,屏耗增大了。但应注意,当金属屏管和石墨屏管混合运用时,石墨屏红弱得多,不能误认为个别管屏极开路。(待续)