WE7315
單片快速點焊機控制集成電路
使
用 說 明 書WE7315是一種新型的、軟硬件相結(jié)合的快速點焊機同步控制芯片。它采用的硬件裸片為美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC16C73A-04/SP微控制器。該芯片能完成程序設(shè)定、網(wǎng)壓檢測與補償、電磁閥控制、晶閘管移相及工作狀態(tài)顯示等主要任務(wù)；具有集成度高、功能齊全、使用方便、電路簡單、功耗低和抗干擾能力強等特點。并能根據(jù)用戶的需求對引腳的各項功能及參數(shù)進行調(diào)整。
一、封裝形式和用途
WE7315為28腳小型DIP封裝的單片集成電路。主要用于加壓——焊接——鍛壓——————休止四個程序段的點焊同步控制。該芯片的特點在于各個程序段的時間調(diào)節(jié)是以半周波為單位，即以10ms作為最小調(diào)整間隔。為了防止焊接變壓器中出現(xiàn)由正負半波數(shù)量不等而引發(fā)的直流分量，該芯片能自動記錄焊接周期結(jié)束時最后一個觸發(fā)脈沖（結(jié)束脈沖）的相位；以確保在新的焊接周期中，起始觸發(fā)脈沖的相位與上述結(jié)束脈沖的相位相差180°。從而保證了變壓器鐵心的磁路平衡，避免了變壓器的單向磁化。該芯片除了可以對上述四個程序段的時間或半周波數(shù)分別進行調(diào)節(jié)外，還可對時間的調(diào)節(jié)范圍及焊接電流的大小進行選擇和調(diào)節(jié)。
二、引腳功能和使用方法
圖1是WE7315的管腳排列圖。
下面按照引腳的編號順序，對各腳的功能及使用方法進行詳細介紹。
1、 MCLR：復(fù)位端。當該腳接低電平時芯片復(fù)位，平時接VDD。
2、 TSQU：預(yù)壓時間調(diào)整端。當SEL端輸入高電平、該端輸入電壓為0~5V時，對應(yīng)的預(yù)壓時間為0.1~2秒。當SEL端輸入低電平時，對應(yīng)時間為0.04~0.25秒。
3、 TFOR：鍛壓時間調(diào)整端。當SEL端輸入高電平、該端輸入電壓為0~5V時，對應(yīng)的鍛壓時間為0.1~2秒。當SEL端輸入低電平時，對應(yīng)時間為0.04~0.25秒。
4、 TOFF：休止時間調(diào)整端。當SEL端輸入高電平、該端輸入電壓為0~5V時，對應(yīng)的休止時間為0.1~2秒。當SEL端輸入低電平
時，對應(yīng)時間為0.04~0.25秒。
5、 IW： 焊接電流調(diào)整端。當該端輸入電壓為0~5V時，對應(yīng)的焊接電流為最大至最�。患淳чl管的控制角為最小至最大。
6、 TWHUN：焊接半周波數(shù)百位設(shè)定端。當該端輸入高電平時，焊接半周波數(shù)的百位為1；否則為零。
7、 UNET： 電網(wǎng)電壓檢測端。該端的功能是對電網(wǎng)電壓進行檢測，以便對網(wǎng)壓進行補償。當網(wǎng)壓為額定值時，該端的輸入電壓應(yīng)為4V。
8、 VSS： 電源負極，也就是接地端。
9、 OSC1： 石英晶體接入端。
10、OSC2： 石英晶體接入端。
11、TWL1：焊接半周波數(shù)個位設(shè)定端。
12、TWL2：焊接半周波數(shù)個位設(shè)定端。
13、TWL4：焊接半周波數(shù)個位設(shè)定端。
14、TWL8：焊接半周波數(shù)個位設(shè)定端。第11至14腳應(yīng)接一BCD碼的撥碼開關(guān)，用以調(diào)整焊接半周波數(shù)的個位。它們分別接至撥碼開關(guān)的1、2、4、8位。
15、TWDEC1：焊接半周波數(shù)十位設(shè)定端。
16、TWDEC2：焊接半周波數(shù)十位設(shè)定端。
17、TWDEC4：焊接半周波數(shù)十位設(shè)定端。
18、TWDEC8：焊接半周波數(shù)十位設(shè)定端。第15至18腳應(yīng)接一BCD碼的撥碼開關(guān)，用以調(diào)整焊接半周波數(shù)的十位。它們分別接至撥碼開關(guān)的1、2、4、8位。
19、VSS： 電源負極，也就是接地端。與第8腳功能相同。
20、VDD： 電源正極，+5V。
21、SYN： 同步信號輸入端。同步信號是由電源信號經(jīng)整流、鉗位及限幅后形成的幅值為+5V的梯形雙半波信號。同步信號的有效沿為下降沿。下降沿與后續(xù)的上升沿之間的間隔應(yīng)大于0.8ms（圖2）。
22、FTSW：腳踏開關(guān)信號輸入端。當點焊機的腳踏開關(guān)閉合時，該端應(yīng)有+5V的信號輸入。
23、SEL：時間調(diào)節(jié)范圍選擇端。當該端輸入高電平時，預(yù)壓、鍛壓和休止時間的調(diào)節(jié)范圍為0.1~2秒。當該端輸入低電平時，上述時間的調(diào)節(jié)范圍為0.04~0.25秒。
24、MVAL：電磁閥控制信號輸出端。用來控制電磁閥的動作。當輸出高電平時，電磁閥上電；當輸出低電平時，電磁閥掉電。對于腳踏式點焊機，該端可不使用，或接一指示燈，以顯示工作狀態(tài)。
25、ECON：晶閘管觸發(fā)信號輸出端。該端輸出寬度為1.2ms的+5V脈沖，用以觸發(fā)點焊機主回路的晶閘管。輸出脈沖應(yīng)經(jīng)脈沖變壓器或光電耦合器與主電路隔離。
26、SSQU：預(yù)壓階段指示端。當進入預(yù)壓程序段時，該端輸出高電平，否則為低電平。
27、SWELD：焊接階段指示端。當進入焊接程序段時，該端輸出高電平，否則為低電平。
28、SFOR：鍛壓階段指示端。當進入鍛壓程序段時，該端輸出高電平，否則為低電平。
三、技術(shù)性能
四、應(yīng)用實例
WE7315的管腳排列如圖1所示，其引腳功能前面已經(jīng)作了詳細的介紹。下面對照應(yīng)用實例，對WE7315使用中應(yīng)注意的若干問題進行分析和介紹。圖4是一應(yīng)用實例的電氣原理圖。
1、圖中W1、W2、W3分別為預(yù)壓、鍛壓和休止時間調(diào)整電位器。當滑動端調(diào)至最上端時（即WE7315相應(yīng)輸入端的輸入電壓最高時）時間最長，約為2秒鐘；調(diào)至最下端時約為0.1秒(SEL端為高電平)。
2、圖中W4是焊接電流調(diào)節(jié)電位器。當滑動端在最上端時（即IW端輸入電壓最高時）ECON端輸出脈沖的控制角最大，致使焊接電流最�。环粗刂平亲钚�，焊接電流最大。
3、圖中W5是功率因數(shù)調(diào)整電位器，其作用是限制W4的調(diào)整范圍，使主電路中晶閘管的導(dǎo)通角不可過大，避免因主回路電感的作用而使得晶閘管半波導(dǎo)通的現(xiàn)象發(fā)生。在進行電路調(diào)整時，應(yīng)先將W5的滑動端置于最上端，W4的滑動端置于最下端，然后將W5的滑動端緩緩向下調(diào)整，將其調(diào)整到合適的位置。W5的滑動端越向下移，IW端的輸入電壓就越低，ECON端的輸出脈沖的控制角就越小，主電路晶閘管的導(dǎo)通角也就越大，其單向?qū)ú⒃斐奢^大直流分量的可能性也就越大。因此，W5的調(diào)整應(yīng)認真仔細地進行。否則，有可能損壞晶閘管。調(diào)整好的W5應(yīng)封固。
W5的調(diào)整原則是：應(yīng)確保在電網(wǎng)電壓最低、功率因數(shù)最小而焊接電流最大或空載時，焊接變壓器的原邊，即主晶閘管電路中不得出現(xiàn)明顯的直流分量。
4、圖中W6是電網(wǎng)電壓取樣電位器。電網(wǎng)電壓經(jīng)變壓器T2降壓、整流橋B2整流和C7濾波后，通過W6取樣和光電耦合器GO 1的隔離，產(chǎn)生的網(wǎng)壓信號送至WE7315的UNET端。WE7315將網(wǎng)壓信號與基準網(wǎng)壓進行比較和運算，進而對ECON端輸出的移相脈沖進行控制，從而達到對電網(wǎng)電壓的波動進行補償?shù)哪康�。當電網(wǎng)電壓為額定值時，應(yīng)調(diào)整W6使UNET端的電壓為4伏左右。
5、圖中L1、L2和L3是三個發(fā)光二極管，分別為鍛壓、焊接和預(yù)壓階段的工作指示燈。
6、圖中S1、S2和S3是焊接周波數(shù)預(yù)置開關(guān)。S1表示百位，當其閉合時，表示周波數(shù)的百位預(yù)置為1，否則為零。S2和S3是BCD碼的撥碼開關(guān)，S2表示個位，S3表示十位。這三個開關(guān)所能預(yù)置的焊接半周波數(shù)的范圍為0至199，對應(yīng)的時間為0至1.99秒。調(diào)節(jié)精度為0.01秒。
7、圖中S4是時間調(diào)節(jié)范圍選擇開關(guān)。當S4關(guān)斷時，預(yù)壓、鍛壓和休止階段的時間調(diào)節(jié)范圍為0.1
~2秒。當S4閉合時，上述時間的調(diào)節(jié)范圍為0.04
~0.25秒。8、圖中S5是點焊機的腳踏開關(guān)。當S5閉合時，光電耦合器GO 4將輸出一高電平至WE7315的FTSW端。
9、WE7315的同步信號取自經(jīng)T2變壓、B2整流后的工頻雙半波信號。該信號經(jīng)D3底部鉗位、R23和WY2限幅，再經(jīng)GO
5隔離后送至WE7315的同步信號輸入端SYN。該信號既作為ECON輸出脈沖的同步信號，又作為焊接周波數(shù)的計數(shù)脈沖。
圖2是 WE7315的SYN端輸入的同步信號波形。這是一個100HZ的梯形波（50HZ的雙半波），其有效沿為下降沿。為了提高芯片的抗干擾能力，可靠地區(qū)分同步信號和干擾信號，該芯片要求同步信號的下降沿與上升沿的間隔應(yīng)大于0.8毫秒。應(yīng)用實例中的二極管D3的作用就是使梯形波的底部適當分開。調(diào)整電阻R22和R23即可改變兩個梯形波之間的間隔。但該間隔也不應(yīng)過大，過大會使得ECON端輸出的脈沖控制角變小。一般不應(yīng)大于1.2毫秒。
10、變壓器T1和T2可以合并為一個，但副邊應(yīng)為兩個獨立的繞組，且繞組間應(yīng)設(shè)置靜電隔離層，以抑制干擾信號。整流橋B1和B2的每個橋臂上，最好能各自并聯(lián)一個0.01μf的瓷片電容,以進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
11、WE7315的所有輸入端均不得懸空。因此，所有與開關(guān)相連的輸入端均應(yīng)接10KΩ左右的下拉電阻。
12、圖中GO 1應(yīng)選擇線性較好的光電耦合器，例如4N25。GO 4和GO 5則應(yīng)選擇電流傳輸比較大的光電耦合器，例如TIL117。
13、WE7315的ECON端是移相脈沖輸出端。該脈沖將與SYN端輸入的同步信號同步，其移相角將受IW端的給定值和UNET端檢測的電網(wǎng)電壓值的控制。該脈沖用來觸發(fā)點焊機主回路的雙向晶閘管或兩只反并聯(lián)的晶閘管，從而控制焊接電流的大小和通斷。為了確保焊接變壓器不被直流磁化,每個焊接周期的起始觸發(fā)脈沖,能自動做到與前一個焊接周期中的結(jié)束脈沖在相位上互補。觸發(fā)脈沖應(yīng)經(jīng)光電耦合器或脈沖變壓器隔離，必要時還應(yīng)進行功率放大。這部
分電路用戶可根據(jù)自己的實際情況進行設(shè)計。如果采用光電耦合器
，其輸出器件的耐壓應(yīng)符合要求。并采用相應(yīng)的保護措施和阻容吸收電路。為了簡化電路圖，圖中采用的是雙向晶閘管式光電耦合器。但我們建議用戶采用脈沖變壓器進行隔離。
15、WE7315的OSC1和OSC2端應(yīng)接入4MHZ的石英晶體，在晶體兩端與地之間分別接入15至30pf的瓷片電容。
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