基于CSM020B和LM324的过流报警装置设计

摘要：为解决生产中过流故障，分析了速调管灯丝供电电路和预热电流曲线，在确定几个关键参数后，设计制作了声音报警装置。该装置主要由霍尔传感器CSM020B，LM324和555振荡器组成，能在电流异常时发出连续或断续声警告。该报警装置装在测试设备后，使用效果良好，杜绝了电流过大烧毁产品的现象。更换传感器后可用于其他功能的报警。
关键词：霍尔传感器CSM020B；过流报警；LM324；速调管灯丝

多注速调管是某型导弹发射机上重要、昂贵的器件，装配在发射机上，在常温下需反复调整灯丝电流，使其达到速调管工作在稳定状态的最佳值。发射机批生产中是通过改变灯丝电压(调电阻箱)进而调整灯丝电流的。实际调试中有时会出现因电阻箱的弹簧钩与产品接线柱接触不良或速调管本身阴栅极热短路等原因而导致灯丝电流或27 V预热电流过大的现象，这种情况下未及时断电就会造成速调管灯丝被烧断或供电电路板被烧坏。为避免此类故障发生，设计制做了过流时能声音报警的电路，在电流突然变大时及时提醒测试人员断电，保护产品。

1 速调管灯丝供电电路分析
速调管灯丝电流调整电路，如图1所示。

CW150是国产的三端可调集成稳压器，图1是典型用法，通过改变RX(电阻箱)调整输出电压UO，再经开关电源(降压整流)后供给速调管灯丝。R3为检测灯丝电流的取样电阻。开关电源没有反馈稳压控制回路，只有通过调整CW150稳压器的输出电压达到调整灯丝电压的目的。
输出电压UO表达式：

对几批产品使用的RX统计，RX最大为450 Ω，最小为200 Ω，根据式(2)算出常温条件下CW150工作时的输出电压范围：14．8～17．4 V。在调试时，RX为电阻箱，通过弹簧钩挂在灯丝电路中的两接线柱上，如果测试人员漏挂弹簧钩或接线柱氧化导致弹簧钩接触不良，移动产品造成弹簧钩掉落，均会导致RX增大，UO随着增大，但UO不会大于UI。假设UO等于UI，此时Rx的值可根据式(2)计算出1．37 kΩ。可以看出X>1．37 kΩ,，就会使UO接近UI，因为开关电源没有反馈稳压电路，输入电压升高，致使开关电源输出电压即灯丝电压过高，造成灯丝电流过大而使灯丝烧断，昂贵的速调管报废。即使在灯丝电流正常情况下，有时也会发生速调管热短路(速调管阴极和栅极间因变热而接触短路)的故障，这种情况下不及时断电会烧毁高压电源内供电电路上的限流电阻，又因为高压电源被封闭的一个密闭的壳体内，不会被及时发现，在正常调试的加电时间内足以把装限流电阻的印制板烧糊，致使整个电路板报废。

2 预热电流曲线
测试设备没有27 V预热电流过大时的断电保护电路，在不改动产品的情况下考虑为设备增加报警电路。发射机正常调试：过程中，先加27 V预热速调管灯丝2 min，在这2 min内，预热电流由初始值1．6 A缓慢下降到约1．0 A(因灯丝电阻随温度增高而变大)，准备阶段预热电流会再下降一点(0．03 A)，但在发射阶段预热电流会增大到2．2 A。经过理论分析和多次的数据统计，得出速调管预热阶段27 V电流曲线，如图2所示。