基于CSM020B和LM324的過流報警裝置設計

摘要：為解決生產(chǎn)中過流故障，分析了速調(diào)管燈絲供電電路和預熱電流曲線，在確定幾個關(guān)鍵參數(shù)后，設計制作了聲音報警裝置。該裝置主要由霍爾傳感器CSM020B，LM324和555振蕩器組成，能在電流異常時發(fā)出連續(xù)或斷續(xù)聲警告。該報警裝置裝在測試設備后，使用效果良好，杜絕了電流過大燒毀產(chǎn)品的現(xiàn)象。更換傳感器后可用于其他功能的報警。
關(guān)鍵詞：霍爾傳感器CSM020B；過流報警；LM324；速調(diào)管燈絲

多注速調(diào)管是某型導彈發(fā)射機上重要、昂貴的器件，裝配在發(fā)射機上，在常溫下需反復調(diào)整燈絲電流，使其達到速調(diào)管工作在穩(wěn)定狀態(tài)的最佳值。發(fā)射機批生產(chǎn)中是通過改變燈絲電壓(調(diào)電阻箱)進而調(diào)整燈絲電流的。實際調(diào)試中有時會出現(xiàn)因電阻箱的彈簧鉤與產(chǎn)品接線柱接觸不良或速調(diào)管本身陰柵極熱短路等原因而導致燈絲電流或27 V預熱電流過大的現(xiàn)象，這種情況下未及時斷電就會造成速調(diào)管燈絲被燒斷或供電電路板被燒壞。為避免此類故障發(fā)生，設計制做了過流時能聲音報警的電路，在電流突然變大時及時提醒測試人員斷電，保護產(chǎn)品。

1 速調(diào)管燈絲供電電路分析
速調(diào)管燈絲電流調(diào)整電路，如圖1所示。

CW150是國產(chǎn)的三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，圖1是典型用法，通過改變RX(電阻箱)調(diào)整輸出電壓UO，再經(jīng)開關(guān)電源(降壓整流)后供給速調(diào)管燈絲。R3為檢測燈絲電流的取樣電阻。開關(guān)電源沒有反饋穩(wěn)壓控制回路，只有通過調(diào)整CW150穩(wěn)壓器的輸出電壓達到調(diào)整燈絲電壓的目的。
輸出電壓UO表達式：

對幾批產(chǎn)品使用的RX統(tǒng)計，RX最大為450 Ω，最小為200 Ω，根據(jù)式(2)算出常溫條件下CW150工作時的輸出電壓范圍：14．8～17．4 V。在調(diào)試時，RX為電阻箱，通過彈簧鉤掛在燈絲電路中的兩接線柱上，如果測試人員漏掛彈簧鉤或接線柱氧化導致彈簧鉤接觸不良，移動產(chǎn)品造成彈簧鉤掉落，均會導致RX增大，UO隨著增大，但UO不會大于UI。假設UO等于UI，此時Rx的值可根據(jù)式(2)計算出1．37 kΩ?？梢钥闯鯴>1．37 kΩ,，就會使UO接近UI，因為開關(guān)電源沒有反饋穩(wěn)壓電路，輸入電壓升高，致使開關(guān)電源輸出電壓即燈絲電壓過高，造成燈絲電流過大而使燈絲燒斷，昂貴的速調(diào)管報廢。即使在燈絲電流正常情況下，有時也會發(fā)生速調(diào)管熱短路(速調(diào)管陰極和柵極間因變熱而接觸短路)的故障，這種情況下不及時斷電會燒毀高壓電源內(nèi)供電電路上的限流電阻，又因為高壓電源被封閉的一個密閉的殼體內(nèi)，不會被及時發(fā)現(xiàn)，在正常調(diào)試的加電時間內(nèi)足以把裝限流電阻的印制板燒糊，致使整個電路板報廢。

2 預熱電流曲線
測試設備沒有27 V預熱電流過大時的斷電保護電路，在不改動產(chǎn)品的情況下考慮為設備增加報警電路。發(fā)射機正常調(diào)試：過程中，先加27 V預熱速調(diào)管燈絲2 min，在這2 min內(nèi)，預熱電流由初始值1．6 A緩慢下降到約1．0 A(因燈絲電阻隨溫度增高而變大)，準備階段預熱電流會再下降一點(0．03 A)，但在發(fā)射階段預熱電流會增大到2．2 A。經(jīng)過理論分析和多次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得出速調(diào)管預熱階段27 V電流曲線，如圖2所示。