WE7315
单片快速点焊机控制集成电路
使
用 说 明 书WE7315是一种新型的、软硬件相结合的快速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；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
WE7315为28脚小型DIP封装的单片集成电路。主要用于加压——焊接——锻压——————休止四个程序段的点焊同步控制。该芯片的特点在于各个程序段的时间调节是以半周波为单位，即以10ms作为最小调整间隔。为了防止焊接变压器中出现由正负半波数量不等而引发的直流分量，该芯片能自动记录焊接周期结束时最后一个触发脉冲（结束脉冲）的相位；以确保在新的焊接周期中，起始触发脉冲的相位与上述结束脉冲的相位相差180°。从而保证了变压器铁心的磁路平衡，避免了变压器的单向磁化。该芯片除了可以对上述四个程序段的时间或半周波数分别进行调节外，还可对时间的调节范围及焊接电流的大小进行选择和调节。
二、引脚功能和使用方法
图1是WE7315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。当SEL端输入高电平、该端输入电压为0~5V时，对应的预压时间为0.1~2秒。当SEL端输入低电平时，对应时间为0.04~0.25秒。
3、 TFOR：锻压时间调整端。当SEL端输入高电平、该端输入电压为0~5V时，对应的锻压时间为0.1~2秒。当SEL端输入低电平时，对应时间为0.04~0.25秒。
4、 TOFF：休止时间调整端。当SEL端输入高电平、该端输入电压为0~5V时，对应的休止时间为0.1~2秒。当SEL端输入低电平
时，对应时间为0.04~0.25秒。
5、 IW： 焊接电流调整端。当该端输入电压为0~5V时，对应的焊接电流为最大至最小；即晶闸管的控制角为最小至最大。
6、 TWHUN：焊接半周波数百位设定端。当该端输入高电平时，焊接半周波数的百位为1；否则为零。
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、TWL1：焊接半周波数个位设定端。
12、TWL2：焊接半周波数个位设定端。
13、TWL4：焊接半周波数个位设定端。
14、TWL8：焊接半周波数个位设定端。第11至14脚应接一BCD码的拨码开关，用以调整焊接半周波数的个位。它们分别接至拨码开关的1、2、4、8位。
15、TWDEC1：焊接半周波数十位设定端。
16、TWDEC2：焊接半周波数十位设定端。
17、TWDEC4：焊接半周波数十位设定端。
18、TWDEC8：焊接半周波数十位设定端。第15至18脚应接一BCD码的拨码开关，用以调整焊接半周波数的十位。它们分别接至拨码开关的1、2、4、8位。
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大于0.8ms（图2）。
22、FTSW：脚踏开关信号输入端。当点焊机的脚踏开关闭合时，该端应有+5V的信号输入。
23、SEL：时间调节范围选择端。当该端输入高电平时，预压、锻压和休止时间的调节范围为0.1~2秒。当该端输入低电平时，上述时间的调节范围为0.04~0.25秒。
24、MVAL：电磁阀控制信号输出端。用来控制电磁阀的动作。当输出高电平时，电磁阀上电；当输出低电平时，电磁阀掉电。对于脚踏式点焊机，该端可不使用，或接一指示灯，以显示工作状态。
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。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
四、应用实例
WE7315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WE7315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、W3分别为预压、锻压和休止时间调整电位器。当滑动端调至最上端时（即WE7315相应输入端的输入电压最高时）时间最长，约为2秒钟；调至最下端时约为0.1秒(SEL端为高电平)。
2、图中W4是焊接电流调节电位器。当滑动端在最上端时（即IW端输入电压最高时）ECON端输出脉冲的控制角最大，致使焊接电流最小；反之控制角最小，焊接电流最大。
3、图中W5是功率因数调整电位器，其作用是限制W4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W5的滑动端置于最上端，W4的滑动端置于最下端，然后将W5的滑动端缓缓向下调整，将其调整到合适的位置。W5的滑动端越向下移，IW端的输入电压就越低，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，W5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W5应封固。
W5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或空载时，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。
4、图中W6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W6取样和光电耦合器GO 1的隔离，产生的网压信号送至WE7315的UNET端。WE7315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W6使UNET端的电压为4伏左右。
5、图中L1、L2和L3是三个发光二极管，分别为锻压、焊接和预压阶段的工作指示灯。
6、图中S1、S2和S3是焊接周波数预置开关。S1表示百位，当其闭合时，表示周波数的百位预置为1，否则为零。S2和S3是BCD码的拨码开关，S2表示个位，S3表示十位。这三个开关所能预置的焊接半周波数的范围为0至199，对应的时间为0至1.99秒。调节精度为0.01秒。
7、图中S4是时间调节范围选择开关。当S4关断时，预压、锻压和休止阶段的时间调节范围为0.1
~2秒。当S4闭合时，上述时间的调节范围为0.04
~0.25秒。8、图中S5是点焊机的脚踏开关。当S5闭合时，光电耦合器GO 4将输出一高电平至WE7315的FTSW端。
9、WE7315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WE7315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 WE7315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。
10、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。
11、WE7315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。
12、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。
13、WE7315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IW端的给定值和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。为了确保焊接变压器不被直流磁化,每个焊接周期的起始触发脉冲,能自动做到与前一个焊接周期中的结束脉冲在相位上互补。触发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。为了简化电路图，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进行隔离。
15、WE7315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。
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