WE7310
数显式单片点焊机控制集成电路
使
用 说 明 书WE7310
是一种新型的、软硬件相结合的点焊机同步控制芯片。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、电磁阀控制、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
WE7310
为28脚小型DIP封装的单片集成电路。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进行调节。本芯片所支持的脚踏开关工作模式分别为多循环工作和单循环工作方式。焊接电流和焊接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WE7310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、从电极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
、 TFOR：锻压时间调整端。当该端输入电压为0~5V时，对应的锻压时间为0.1~4秒。4
、 TOFF：休止时间调整端。当该端输入电压为0~5V时，对应的休止时间为0.1~4秒。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。应根据点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
、 NC：空脚未用。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，给定的焊接周波数将逐渐增加。其数值由数码管显示。17
、TDEC：焊接周波数调整端（周波数减少）。当该端置于高电平VDD时，给定的焊接周波数将逐渐减少。其数值由数码管显示。18
、NC：空脚未用。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
、SEL：电流变化方式选择端。当该端输入低电平时，焊接电流的通断变化是瞬变的；当该端输入高电平时，焊接电流的通断是缓变的，焊接电流由零升至额定值及由额定值降至零的时间分别是焊接周波数的八分之一。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，电极对工件加压；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，用以触发点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
、SSQU：预压阶段指示端。当进入预压程序段时，该端输出高电平，否则为低电平。27
、SWELD：焊接阶段指示端。当进入焊接程序段时，该端输出高电平，否则为低电平。28
、SFOR：锻压阶段指示端。当进入锻压程序段时，该端输出高电平，否则为低电平。三、技术性能
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
WE7310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WE7310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和W3分别为预压时间、保持时间和休止时间调整电位器。当滑动端调至最上端时（即WE7310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W4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W4的滑动端置于最下端，焊接电流的给定值调至最大，然后将W4的滑动端缓缓向上调整，将其调整到合适的位置。W4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，W4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W4应封固。
W4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W5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WE7310的UNET端。WE7310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W5使UNET端的电压为4伏左右。
4、图中LED1、LED2和LED3是发光二极管，分别为锻压、焊接和予压阶段的工作指示灯。
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。
7、图中S6是电流变化方式选择开关。当S6关断时，焊接电流在零和预置值之间的变化是瞬变的。也就是说，当进入焊接阶段时，焊接电流将瞬间达到设定值；当进入锻压阶段时，电流将瞬间变为零。
当S6闭合时，焊接电流的变化将是缓变的。在进入焊接阶段之前和离开焊接阶段之后将各增加一个小的时段，在这两个小的时段里焊接电流在零和设定值之间线性地递增或递减。每个小的时段均为焊接周波数的八分之一。
8、图中S7是点焊机的脚踏开关。当S7闭合时，光电耦合器GO 4将输出一高电平至WE7310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S7一旦闭合，焊机将按照给定的参数及焊接模式连续工作下去，直至脚踏开关S7开启。当S1开启时，脚踏开关S7闭合后，无论其是否开启，焊机将只运行一个工作循环。
10、WE7310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WE7310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 WE7310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WE7310之间只有SCL和SDA两根线相连。建议用户将其电源与WE7310分开，使用变压器上单独绕组、整流器和稳压器。
13、WE7310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、WE7310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。该脉冲用来触发点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、WE7310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、WE7310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。
18、对于WE7310两个输出量，即ECON端的移相脉冲和MVAL端的电磁阀控制信号，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。
19、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和焊接周波数。这些数据在掉电时不会丢失，开机时这些数据会自动调入WE7310。
20、图3是当S1闭合时WE7310的工作时序图。
21、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。
WE7310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。
WE7310所用的4MHZ晶振质量必须稳定可靠。
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