WE7307
数显式单片缝焊机控制集成电路
使
用 说 明 书WE7307
是一种新型的、软硬件相结合的缝焊机同步控制芯片。它采用的硬件裸片为美国Microchip公司生产的PIC16C73A-04/SP微控制器。该芯片能完成程序设定、网压检测与补偿、电磁阀及滚轮控制、焊接及滚轮行走方式选择、晶闸管移相及工作状态显示等主要任务；与SAA1064、24LC01B等芯片配合使用，能实现焊接参数的数字式调整、显示及存储。具有集成度高、功能齐全、使用方便、电路简单、功耗低和抗干扰能力强等特点。并能根据用户的需求对引脚的各项功能及参数进行调整。一、封装形式和用途
WE7307
为28脚小型DIP封装的单片集成电路。主要用于连续及断续焊接、连续及断续行走的缝焊同步控制。该芯片除了可以对加压、焊接、行走、休止程序段的时间或周波数分别进行调节外，还可对焊接电流的大小及焊接方式进行调节和选择。本芯片所支持的焊接电流模式为连续电流和断续电流，滚轮行走模式为连续行走和断续行走。脚踏开关的工作模式分别为多循环工作和单循环工作方式。焊接电流、焊接周期数和休止周期数的调节及显示均采用数字式。二、引脚功能和使用方法
图
1是WE7307的管脚排列图。
下面按照引脚的编号顺序，对各脚的功能及使用方法进行详细介绍。
1
、 MCLR：复位端。当该脚接低电平时芯片复位，平时接VDD。2
、 TSQU：预压时间调整端。该时间是指当脚踏开关闭合后、从滚轮对工件加压到开始焊接的时间间隔。当该端输入电压为0~5V时，对应的预压时间为0.1~4秒。3
、 THLD：保持时间调整端。该时间是指当脚踏开关断开后、从停止焊接到滚轮离开工件的时间间隔。当该端输入电压为0~5V时，对应的保持时间为0.1~4秒。4
、 NC： 空脚未用。5
、 FAI： 焊机功率因数调整端。该端输入电平的高低，决定着芯片25脚输出的移相脉冲的最大导通角。应根据缝焊机功率因数的高低，适当调整该端的输入电平，以达到限制焊机最大导通角的目的。当焊机的功率因数较高时，该端应输入较高的电平，否则应较低。该端输入电平的范围为0~5伏。6
、 LED： LED数码管亮度选择端。当该端输入高电平VDD时，数码管的亮度较高；当输入低电平VSS时亮度较低。7
、 UNET： 电网电压检测端。该端的功能是对电网电压进行检测，以便对网压进行补偿。当网压为额定值时，该端的输入电压应为4V。8
、 VSS： 电源负极，也就是接地端。9
、 OSC1： 石英晶体接入端。10
、OSC2： 石英晶体接入端。11
、SWMOD： 脚踏开关工作模式选择端。当该端置于高电平VDD时，脚踏开关闭合时焊机将按给定的参数循环地工作，直至脚踏开关断开；当该端置于低电平VSS时，脚踏开关闭合后焊机将只工作一个循环。12
、IINC： 焊接电流调整端（电流增加）。当该端置于高电平VDD时，焊接电流的给定值将逐渐增加，其增加的相对值将通过数码管显示出来。平时该端应置于低电平VSS。13
、IDEC： 焊接电流调整端（电流减小）。当该端置于高电平VDD时，焊接电流的给定值将逐渐减小。14
、SCL： 串行总线时钟端。15
、SDA：串行总线数据端。WE7307通过串行总线与数字显示芯片SAA1064、存储器24LC01B相连。SCL和SDA分别为该总线的时钟端和数据端。16
、TINC： 焊接/休止周波数调整端（周波数增加）。当该端置于高电平VDD时，给定的焊接/休止周波数将逐渐增加。其数值由数码管显示。17
、TDEC：焊接/休止周波数调整端（周波数减少）。当该端置于高电平VDD时，给定的焊接/休止周波数将逐渐减少。其数值由数码管显示
18
、KMOD：调整对象选择输入端。当该端置于高电平VDD时，16脚（TINC端）、17脚（TDEC端）调整的是焊接周波数；当置于低电平VSS时，调整的是休止周波数。所谓“休止”仅仅是指焊接电流为零，此时工件有可能仍在运动。19
、VSS： 电源负极，也就是接地端。与第8脚功能相同。20
、VDD： 电源正极，+5V。
21
、SYN： 同步信号输入端。同步信号是由电源信号经整流、钳位及限幅后形成的幅值为+5V的梯形双半波信号。同步信号的有效沿为下降沿。下降沿与后续的上升沿之间的间隔应在0.8~1.2毫秒之间（图2）。22
、FTSW：脚踏开关信号输入端。当缝焊机的脚踏开关闭合时，该端应有+5V的信号输入。23
、IMOD：焊接电流模式选择端。当该端输入低电平VSS时，焊接电流是断续变化的，焊接电流的通、断时间由TINC、TDEC和KMOD给定。当其输入高电平VDD时，焊接电流是连续的。24
、MVAL：电磁阀控制信号输出端。用来控制电磁阀或其他加压机构的动作。当输出高电平时，电磁阀上电，滚轮对工件加压；当输出低电平时，电磁阀掉电，撤消对工件的压力。25
、ECON：晶闸管触发信号输出端。该端输出宽度为1.2ms的+5V脉冲，用以触发缝焊机主回路的晶闸管，从而达到调节焊接电流的目的。输出脉冲应经脉冲变压器或光电耦合器与主电路隔离。26
、MOVCN：滚轮行走电机驱动端。当该端输出高电平时，使滚轮电机上电，滚轮行走。否则滚轮停止运行。27
、SWELD：焊接状态指示端。当有焊接电流输出时，该端输出高电平，否则为低电平。28
、MOVMD：滚轮行走模式选择端。当该端输入高电平时，滚轮的行走模式将是连续式的，当脚踏开关处于连续工作方式且脚踏开关闭和后，滚轮始终在做连续运动，直至脚踏开关开启。当该端输入低电平时，滚轮的行走模式将是断续式的，即在脚踏开关闭合后，滚轮的行走与焊接电流的导通是交替进行的，即滚轮行走时焊接停止，而滚轮停止时进行焊接。三、技术性能
焊接周波数： 0~99 （0~1.98s）
外接晶振： 4MHz
封装形式： 小型DIP封装，28脚
显示器件： SAA1064
配用存储器： 24LC01B
四、应用实例
WE7307的管脚排列如图1所示，其引脚功能前面已经作了详细的介绍。下面对照应用实例，对WE7307使用中应注意的若干问题进行分析和介绍。图4是一应用实例的电气原理图。
1、图中W1、W2分别为预压和保持时间调整电位器。当滑动端调至最上端时（即WE7307相应输入端的输入电压最高时）时间最长，约为4秒钟；调至最下端时约为0.1秒。
2、图中W3是功率因数调整电位器，其作用是限制导通角的调整范围，使主电路中晶闸管的导通角不可过大，避免因主回路电感的作用而使得晶闸管半波导通的现象发生。在进行电路调整时，应先将W3的滑动端置于最下端，焊接电流的给定值调至最大，然后将W3的滑动端缓缓向上调整，将其调整到合适的位置。W3的滑动端越向上移，FAI端的输入电压就越高，ECON端的输出脉冲的控制角就越小，主电路晶闸管的导通角也就越大，其单向导通并造成较大直流分量的可能性也就越大。因此，W3的调整应认真仔细地进行。否则，有可能损坏晶闸管。调整好的W3应封固。
W3的调整原则是：应确保在电网电压最低、功率因数最小而焊接电流最大时，焊接变压器的原边，即主晶闸管电路中不得出现明显的直流分量。
3、图中W4是电网电压取样电位器。电网电压经变压器T2降压、整流桥B2整流和C7滤波后，通过W4取样和光电耦合器GO 1的隔离，产生的网压信号送至WE7307的UNET端。WE7307将网压信号与基准网压进行比较和运算，进而对ECON端输出的移相脉冲进行控制，从而达到对电网电压的波动进行补偿的目的。当电网电压为额定值时，应调整W4使UNET端的电压为4伏左右。
4、图中LED1是发光二极管，为焊接阶段的工作指示灯。
5、图中S2和S3分别是焊接电流增、减按钮。焊接电流的相对值由数码管DIG1（十位）和DIG2（个位）显示出来。这两个数码管显示的范围为0至99.5，共200档。这里应特别说明的是，小数位“.5
”是只用小数点表示的。6、图中S4和S5是焊接/休止周波数增、减按钮。周波数由数码管DIG3（十位）和GIG4（个位）显示出来。当S6闭合时，调节及显示的是焊接周波数，此时发光管LED2点亮；当S6开启时，调节及显示的是休止周波数，此时发光管LED3点亮。
7、图中S7是电流模式选择开关。当S7关断时，焊接电流是断续式的。也就是说，焊接电流是通断交替变化的。主晶闸管导通时的电流值由S2、S3调节，导通周波数由S4和S5调节，此时S6闭合；主晶闸管关断时的电流为零，关断时间亦由S4和S5调节，但此时S6应开启。
当S7闭合时，焊接电流将是连续的。
8、图中S9是点焊机的脚踏开关。当S9闭合时，光电耦合器GO 4将输出一高电平至WE7307的FTSW端。
9、S1是脚踏开关工作模式选择开关。当S1闭合时，脚踏开关S9一旦闭合，焊机将按照给定的参数及焊接、滚轮行走模式连续工作下去，直至脚踏开关S9开启。当S1开启时，脚踏开关S9闭合后，无论其是否开启，焊机将只运行一个工作循环。
10、WE7307的同步信号取自经T2变压、B2整流后的工频双半波信号。该信号经D3底部钳位、R23和WY2限幅，再经GO 5隔离后送至WE7307的同步信号输入端SYN。该信号既作为ECON输出脉冲的同步信号，又作为焊接周波数的计数脉冲。
图2是 WE7307的SYN端输入的同步信号波形。这是一个100HZ的梯形波（50HZ的双半波），其有效沿为下降沿。为了提高芯片的抗干扰能力，可靠地区分同步信号和干扰信号，该芯片要求同步信号的下降沿与上升沿的间隔应大于0.8毫秒。应用实例中的二极管D3的作用就是使梯形波的底部适当分开。调整电阻R22和R23即可改变两个梯形波之间的间隔。但该间隔也不应过大，过大会使得ECON端输出的脉冲控制角变小。一般不应大于1.2毫秒。
11、变压器T1和T2可以合并为一个，但副边应为两个独立的绕组，且绕组间应设置静电隔离层，以抑制干扰信号。整流桥B1和B2的每个桥臂上，最好能各自并联一个0.01μf的瓷片电容,以进一步提高系统的抗干扰能力。若不为数显电路供电，变压器的总容量8VA即可。但若同时为数显电路供电，变压器的总容量应为12VA。
12、图中IC2是飞利浦公司的串行口专用LED显示驱动电路SAA1064。除了电源线及地线以外，它与WE7307之间只有SCL和SDA两根线相连。建议用户将其电源与WE7307分开，使用变压器上单独绕组、整流器和稳压器。
13、WE7307的所有输入端均不得悬空。因此，所有与开关相连的输入端均应接10KΩ左右的下拉电阻。
14、图中GO 1应选择线性较好的光电耦合器，例如4N25。GO 4和GO 5则应选择电流传输比较大的光电耦合器，例如TIL117。
15、WE7307的ECON端是移相脉冲输出端。该脉冲将与SYN端输入的同步信号同步，其移相角将受焊接电流的给定值和UNET端检测的电网电压值的控制。该脉冲用来触发缝焊机主回路的双向晶闸管或两只反并联的晶闸管，从而控制焊接电流的大小和通断。该脉冲应经光电耦合器或脉冲变压器隔离，必要时还应进行功率放大。这部分电路用户可根据自己的实际情况进行设计。如果采用光电耦合器 ，其输出器件的耐压应符合要求。并采用相应的保护措施和阻容吸收电路。为了简化线路图，图中采用的是双向晶闸管式光电耦合器。但我们建议用户采用脉冲变压器隔离。
16、WE7307的MVAL端是电磁阀控制信号输出端。当进入加压阶段后，该端输出高电平，以控制电磁阀对工件加压。当进入停止阶段后，该端输出低电平，以控制电磁阀撤除对工件的压力。该信号应经过适当隔离、放大后再去驱动电磁阀。
17、WE7307的MOVCN端为焊机滚轮电机驱动端。当该端输出高电平信号时，该信号应驱动电机，以拖动滚轮转动；反之滚轮停止转动。该信号也应经过适当隔离、放大后再去驱动滚轮电机。
18、S8是滚轮行走模式选择开关。当S8闭合时，滚轮为连续行走，此时焊接电流可以是连续的（S7闭合），也可以是断续的（S7断开）。当S8断开时，滚轮的行走模式与电流模式的选择有关：当S7断开时，焊接电流及滚轮的行走均为断续式，且永远是在滚轮停止运行时进行焊接；当S7闭合时，焊接电流及滚轮的行走均为连续式。
19、WE7307的OSC1和OSC2端应接入4MHZ的石英晶体，在晶体两端与地之间分别接入15至30pf的瓷片电容。
20、对于WE7307三个输出量，即ECON端的移相脉冲、MVAL端的电磁阀控制信号和MOVCN端的滚轮电机控制信号，用户可根据被控电路及晶闸管主电路的实际情况进行技术处理。但不管采取什麽样的措施，与被控电路之间进行隔离都是绝对必要的。
21、图中IC3是Microchip公司生产的串行接口存储器24LC01B。与SAA1064一样，除电源线和地线以外，它与WE7307之间只需SCL和SDA两根线相连。该芯片用来存储经最后一次调整的焊接电流相对值、焊接周波数和休止周波数。这些数据在掉电时不会丢失，开机时这些数据会自动调入WE7307。
22、图3是当S1闭合时WE7307的工作时序图。
23、图4中除与同步信号有关的元件参数需做部分调整以外，其他元件参数基本不需调整。但有下列几点注意事项：
产生同步信号的变压器绕组，其输出交流电压有效值应在7.5伏以上。其波形失真应尽可能小。
WE7307的输出信号最好经放大后用脉冲变压器隔离。
所有芯片的空脚，必须按图4中接法连接，否则将无法正常工作。
IC1、IC2、IC3的SCL和SDA应分别连接在一起，并通过上拉电阻R4和R11与VDD相连。
WE7307所用的4MHZ晶振质量必须稳定可靠。
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