射頻(RF)功率放大器(PA)隨處可見。其中有些可能帶來足以對人體造成生物危害的RF輸出功率。這一類的放大器有許多都是固態的,但其他還有許多真正高功率級的RF功率放大器使用的是真空管。

無論您正著手處理哪一種類型,都可能面對一種故障模式,有時候是放大器設計人員無法解決的問題。這種故障模式即是電容器短路故障,如以下兩個示意圖中顯示的‘C1’。

RF PA Safety P1

圖1:固態RF功率放大器

RF PA Safety P2

圖2:真空管RF功率放大器

在這兩種情況下,如果C1發生故障短路,就會將+Vcc或+Vplate帶入RF輸出。而如果該放大器的負載開路是直流(DC)形式,則半波直線偶極子或四分之一波接地層同樣如此,整個負載上都將出現危險的DC電壓。

在50伏(V)左右的固態情況下,可能會造成一些傷害,但如果將數百到數千伏DC輸出傳送到RF輸出,則很可能致人於死。

其所潛藏的危害是,即使出現C1故障,該放大器也可能繼續運作,致使C1故障的情況難以被注意到。為了預防這種情況,上面兩個圖中「缺少的東西」必須用以下兩個圖中「包含的東西」來取代。

RF PA Safety P3

圖3:固態RF功率放大器,已校正

RF PA Safety P4

圖4:真空管RF功率放大器,已校正

在這兩張新的原理圖中,RF輸出端增加了RF扼流圈(RFC)。如果C1故障並發生短路,+Vcc或+Vplate將會使DC短路接地。這將會導致一些火花(聞起來奇怪的氣味?)的發生,但放大器顯然將會無法運作,而RF輸出也不至於發展出可能導致傷害生命的DC。

為了進一步說明,以下示意圖顯示RFC3中包含的RFC。

RF PA Safety P5

圖5:包含RFC的案例(1500W RF放大器電路,由Amplifier Circuit Design提供)

沒錯,在此原理圖中,我所謂的‘C1’現在是‘C4’了,但我想你也應該明白了。

編譯:Susan Hong

(參考原文:RF power amplifier safety,by John Dunn)