基于CSM020B和LM324的過流報(bào)警裝置設(shè)計(jì)
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由圖2看出，正常狀態(tài)下預(yù)熱電流由加電瞬間1．6 A緩慢下降，約30 s時(shí)即到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)1．0 A，若速調(diào)管突然出現(xiàn)熱短路，預(yù)熱電流會(huì)迅速上升至1．5 A。當(dāng)燈絲電路失控(圖1中Rx大于1．3 kΩ時(shí))，預(yù)熱電流會(huì)由加電瞬間1．8 A稍下降，大電流十幾秒就會(huì)燒斷速調(diào)管燈絲，預(yù)熱電流下降并穩(wěn)定在0．5 A。根據(jù)預(yù)熱電流變化情況，報(bào)警電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：預(yù)熱電流正常時(shí)不報(bào)警，在發(fā)射階段(預(yù)熱電流2．2 A)也不應(yīng)聲音報(bào)警。燈絲電路失控導(dǎo)致預(yù)熱電流過大時(shí)直接發(fā)出報(bào)警音，提醒測(cè)試人員立即關(guān)閉預(yù)熱開關(guān)，停止測(cè)試。在預(yù)熱過程中由于速調(diào)管突然熱短路導(dǎo)致預(yù)熱電流變大時(shí)也及時(shí)報(bào)警(聲音與失控時(shí)有區(qū)別)，告知測(cè)試人員立即斷電。
3 過流報(bào)警電路的主要參數(shù)設(shè)計(jì)
3．1 預(yù)熱電流采樣
鑒于27 V預(yù)熱電流較大，用常規(guī)的串入采樣電阻方法，會(huì)影響產(chǎn)品供電電壓，電路選用基于霍爾效應(yīng)的CSM020B電流傳感器。該傳感器采用測(cè)量靈敏度高的線繞法(導(dǎo)線纏繞在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)形導(dǎo)磁鐵芯，匝數(shù)越多磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，輸出的霍爾電壓越大)?；魻栯妱?shì)UH計(jì)算公式：
UH=KHIB
式中：KH為霍爾元件的靈敏度；I為控制電流；B為霍爾元件垂直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度。27 V正極導(dǎo)線繞在電流傳感器上幾圈，當(dāng)有預(yù)熱電流時(shí)電流傳感器輸出電流，電流通過采樣電阻R1轉(zhuǎn)換為電壓，調(diào)節(jié)傳感器上電位計(jì)RPH可以校準(zhǔn)電壓和預(yù)熱電流數(shù)值的一致性，見圖3。調(diào)整繞線匝數(shù)和電位計(jì)RPH使電流比例系數(shù)為2‰，例如電阻R1上電壓2V表示預(yù)熱電流1A。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/171734.htm
3．2 報(bào)警電流閾值和延時(shí)時(shí)間的確定
報(bào)警部分可通過電壓比較器實(shí)現(xiàn)，同相輸入端接輸入電壓信號(hào)，反相輸入端接與上限設(shè)定值對(duì)應(yīng)的參考電壓，參考電壓可由電位計(jì)調(diào)節(jié)。放大器采用輸入阻抗高、漂移較小、共模抑制比高的LM324。在發(fā)射機(jī)調(diào)試時(shí)，27 V預(yù)熱電流正常值始終大于0．9 A，考慮電路干擾影響，電流報(bào)警閾值設(shè)為0．8 A，即調(diào)節(jié)RP2使U1B比較器的6腳電壓1．6 V。由圖2可知，速調(diào)管在預(yù)熱約10 s，電流會(huì)下降到1．2 A以下，故選擇延時(shí)時(shí)間為10 s。速調(diào)管熱短路時(shí)預(yù)熱電流為1．5 A，電流報(bào)警閾值設(shè)為1．3 A，即調(diào)節(jié)RP1使U1A比較器的2腳電壓2．6V。燈絲電壓失控報(bào)警電流閾值設(shè)為1．6 A，調(diào)節(jié)RP3使U1C比較器的9腳電壓3．2V。
延時(shí)電路選擇RC串聯(lián)充放電電路，這樣不僅電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且使電路具有在調(diào)試完一次產(chǎn)品后，能自動(dòng)恢復(fù)到待命狀態(tài)的功能(由于設(shè)備斷電后，電路檢測(cè)不到電流)。運(yùn)算放大器U1(LM324)在電源電壓8 V下，輸出電壓7．5 V，與非門U2選用CMOS電路(輸入阻抗較高，可以避免影響RC充電電路)，高電平最小輸入要求為3．5 V，根據(jù)電容充電時(shí)間公式：
式中：vc(∞)=7．5 V；vc(0)=0 V；vTH=3．5 V，則t=0．629RC。延時(shí)時(shí)間為10 s，充電電容C1選為47μF，可計(jì)算出充放電回路的電阻R6為340kΩ。
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評(píng)論