公共广播系统功放电源控制器的设计与实现

摘要：给出了以MTC-02智能广播系统为基础，以其输出的SYS．P同步电平作为控制信号，并以常见的固态继电器作为主控元件来设计并实现对广播系统功放电源进行控制的实现方法。
关键词：公共广播系统；功放；控制器；固态继电器；同步电平

0 引言
通过广东佛山创思特电器有限公司生产的MTC-02智能广播系统，可使一个单位员工的起床、开饭、上下班、操课、洗漱、就寝等号声均
由该系统定时播放。其中打铃的区域为办公楼和公寓楼，共配备扬声器20只，其中办公楼扬声器10只，公寓楼公楼扬声器10只。所用扬声器为菲利浦吸顶式扬声器，此扬声器带100V变压器，可输出3W、6W的功率。这些扬声器按楼层分区进行控制，为此又配备了两台功放。2009年，由于各分区音量只能统调，公共广播系统功放改用合并式定压功放，它具有六分区，每分区音量可独自调整。
从使用情况来看，公共广播系统功放故障频繁，维修成本较高。新更换的功放工作一个月就可能出现故障，而不得不以原功放代用。当时以为是设备质量问题，与厂商联系，答复功放不能连续工作，当时笔者还很不以为然。一个多月后，原功放也发生故障，还好功放已修好返回，同时还有一个备用功放。那么，是什么原因使得功放频繁故障?通过现场查看线路情况，发现功放设备直接接入220V交流电源并全天24小时工作，长年如此，功放故障率自然很高，同时电能浪费也非常严重。

1 功放电源控制器的设计思想
如何才能有效地解决上述问题呢?其实，MTC-02智能广播系统虽然是广东佛山创思特电器有限公司的早期产品，但还是具有一定的节电
功能，它可以通过编制程序控制后续的功放何时工作何时关闭，当然，还需要在其公司产品时序电源控制器支持下才能实现。单位在公共广播系统建设时，不知何原因未考虑时序电源控制器，而是让MTC-02后续功放设备各自直接接入220V交流电源，全天24小时加电工作，这就是造成设备故障率高、电源浪费现象严重等问题之所在。
由于没有配套时序电源控制器的支持，单位公共广播系统不能实现功放电源的定时开关。系统设备只能全天开着，这对设备的安全运行和节约能源都极为不利。按功放耗电功率为320瓦，每天播音2小时，待机20小时计，每天待机耗电6．4度，以每度0．5元计，每天待机费用3．2元，一年下来只待机耗电费用就达1000多元。特别是在夏秋季气温较高，这些设备整天开着会造成机器温度升高，加速元器件的老化，因此，夏季经常有设备损坏，维修成本更高。另外，由于号声是按作息时间表定时响起的，每次持续时间不过几十秒钟，因此，设计一套功放电源控制器实现定时控制功放电源开关，在降低设备的运行成本和节约能源等方面都是十分必要的。
经查阅MTC-02相关技术资料，MTC广播系统有两个接口提供给时序电源控制器使用。1路是系统供电(SYS．P AC220V)；1路是SYS．P同步电平外控口。SYS．P系统供电作为时序电源控制器的电源，SYS．P同步电平送给时序电源控制器作为控制信号以控制时序电源控制器的电源输出。SYS．P同步信号为5V直流电平(TTL电平)。经实地检测，编制程序设定“电源开”时，此信号为4．5V(DC)；设定“电源关”时，此信号为0V。
因此，设计功放电源控制器时，可利用MTC-02系统供电(SYS．P AC220V)输出接口及SYS．P同步电平外控口，并以固态继电器作为主控元件，辅以抗干扰电路和保护电路。通过功放电源控制器可实现对公共广播系统中所有音频功率放大器的定时开关，使所有音频功放仅在打铃点前后较短时间内通电工作，而在其它时间处于关机状态，这样就可达到节约用电、延长设备使用寿命、降低运行费用的目的。

2 功放电源控制器的设计
功放电源控制器的基本原理是实现以直流控制交流。具体来说就是用MTC-02广播系统的同步电平信号SYS．P控制功放电源控制器输出交流电源。
用直流控制交流，常见的电子器件有电磁式继电器和固态继电器两种。电磁式继电器使用简便，但安全性差、闭合时会产生电弧、通断时间长、使用寿命短。固态继电器有着电磁式继电器无可比拟的优点，它灵敏度高、转换快速、寿命长、电磁干扰小。

2．1 功放电源控制器的组成
功放电源控制器主要由主控元件(固态继电器)、抗干扰电路及过压保护电路组成。其组成框图如图1所示。

固态继电器是功放电源控制器的核心元件，用于实现直流控制交流输出；抗干扰电路用以消除干扰信号串入SYS．OK，防止误触发固态继电器，造成功放电源控制器功能紊乱；过压保护电路是防止电源接通与断开瞬间产生较高浪涌电压而损坏固态继电器内部双向可控硅元件的