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，分析了速調管燈絲供電電路和預熱電流曲線，在確定幾個關鍵參數(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。
關鍵詞：霍爾傳感器CSM020B；過流報警；LM324；速調管燈絲

多注速調管是某型導彈發(fā)射機上重要、昂貴的器件，裝配在發(fā)射機上，在常溫下需反復調整燈絲電流，使其達到速調管工作在穩(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(調電阻箱)進而調整燈絲電流的。實際調試中有時會出現(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 速調管燈絲供電電路分析
速調管燈絲電流調整電路，如圖1所示。

CW150是國產(chǎn)的三端可調集成穩(wěn)壓器，圖1是典型用法，通過改變RX(電阻箱)調整輸出電壓UO，再經(jīng)開關電源(降壓整流)后供給速調管燈絲。R3為檢測燈絲電流的取樣電阻。開關電源沒有反饋穩(wěn)壓控制回路，只有通過調整CW150穩(wěn)壓器的輸出電壓達到調整燈絲電壓的目的。
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，因為開關電源沒有反饋穩(wěn)壓電路，輸入電壓升高，致使開關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，昂貴的速調管報廢。即使在燈絲電流正常情況下，有時也會發(fā)生速調管熱短路(速調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，不會被及時發(fā)現(xiàn)，在正常調試的加電時間內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)射機正常調試：過程中，先加27 V預熱速調管燈絲2 min，在這2 min內，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，得出速調管預熱階段27 V電流曲線，如圖2所示。