WE7304單片縫焊機(jī)控制集成電路
使 用 說 明 書
WE7304
是一種新型的、軟硬件相結(jié)合的縫焊機(jī)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(cè)與補(bǔ)償、電磁閥及滾輪控制、焊接及滾輪行走方式選擇、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(jiǎn)單、功耗低和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。并能根據(jù)用戶的需求對(duì)引腳的各項(xiàng)功能及參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。一、封裝形式和用途
WE7304
為28腳小型DIP封裝的單片集成電路。主要用于連續(xù)及斷續(xù)焊接、連續(xù)及斷續(xù)行走的縫焊同步控制。該芯片除了可以對(duì)加壓、焊接、行走、休止程序段的時(shí)間或周波數(shù)分別進(jìn)行調(diào)節(jié)外，還可對(duì)焊接電流的大小及焊接方式進(jìn)行調(diào)節(jié)和選擇。本芯片所支持的焊接電流模式為連續(xù)電流和斷續(xù)電流，滾輪行走模式為連續(xù)行走和斷續(xù)行走。二、引腳功能和使用方法
圖
1是WE7304的管腳排列圖。
下面按照引腳的編號(hào)順序，對(duì)各腳的功能及使用方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1
、 MCLR：復(fù)位端。當(dāng)該腳接低電平時(shí)芯片復(fù)位，平時(shí)接VDD。2
、 TSQU：預(yù)壓時(shí)間調(diào)整端。該時(shí)間是指當(dāng)腳踏開關(guān)閉合后、從滾輪對(duì)工件加壓到開始焊接的時(shí)間間隔。當(dāng)該端輸入電壓為0~5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的預(yù)壓時(shí)間為0.1~4秒。3
、 THLD：保持時(shí)間調(diào)整端。該時(shí)間是指當(dāng)腳踏開關(guān)斷開后、從停止焊接到滾輪離開工件的時(shí)間間隔。當(dāng)該端輸入電壓為0~5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的保持時(shí)間為0.1~4秒。4
、 TOFF：焊接電流休止時(shí)間調(diào)整端。當(dāng)該端輸入電壓為0~5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的焊接電流休止時(shí)間為0.1~4秒。當(dāng)滾輪行走模式選擇為斷續(xù)方式時(shí)，在該整定時(shí)間內(nèi)，滾輪處于行走狀態(tài)。5
、 IW： 焊接電流調(diào)整端。當(dāng)該端輸入電壓為0~5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的焊接電流為最大至最��；即晶閘管的控制角為最小至最大。6
、 TWHUN：焊接周波數(shù)百位設(shè)定端。當(dāng)該端輸入高電平時(shí)，焊接周波數(shù)的百位為1；否則為零。該端與后面講到的TWDEC、TWL端組成焊接周波數(shù)預(yù)置輸入端，記數(shù)范圍為0~199個(gè)周波，即0~3.98秒。當(dāng)滾輪行走模式選擇為斷續(xù)方式時(shí)，在該整定時(shí)間內(nèi)，滾輪處于停止?fàn)顟B(tài)。7
、 UNET： 電網(wǎng)電壓檢測(cè)端。該端的功能是對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行檢測(cè)，以便對(duì)網(wǎng)壓進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)網(wǎng)壓為額定值時(shí)，該端的輸入電壓應(yīng)為4V。8
、 VSS： 電源負(fù)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：焊接周波數(shù)個(gè)位設(shè)定端。12
、TWL2：焊接周波數(shù)個(gè)位設(shè)定端。13
、TWL4：焊接周波數(shù)個(gè)位設(shè)定端。14
、TWL8：焊接周波數(shù)個(gè)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)整焊接周波數(shù)的個(gè)位。它們分別接至撥碼開關(guān)的1、2、4、8位。15
、TWDEC1：焊接周波數(shù)十位設(shè)定端。16
、TWDEC2：焊接周波數(shù)十位設(shè)定端。17
、TWDEC4：焊接周波數(shù)十位設(shè)定端。18
、TWDEC8：焊接周波數(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(fù)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(hào)輸入端。同步信號(hào)是由電源信號(hào)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(hào)。同步信號(hào)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(hào)輸入端。當(dāng)縫焊機(jī)的腳踏開關(guān)閉合時(shí)，該端應(yīng)有+5V的信號(hào)輸入。23
、IMOD：焊接電流模式選擇端。當(dāng)該端輸入低電平時(shí)，焊接電流是斷續(xù)變化的，焊接電流的接通時(shí)間由TWHUN、TWDEC、TWL控制，而焊接電流的切斷時(shí)間由TOFF端的電平控制。當(dāng)該端輸入高電平時(shí)，焊接電流是連續(xù)的，此時(shí)TWHUN、TWDEC、TWL及TOFF將失去調(diào)節(jié)作用。24
、MVAL：電磁閥控制信號(hào)輸出端。用來控制電磁閥或其他加壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。當(dāng)輸出高電平時(shí)，電磁閥上電，滾輪對(duì)工件加壓；當(dāng)輸出低電平時(shí)，電磁閥掉電，撤消對(duì)工件的壓力。25
、ECON：晶閘管觸發(fā)信號(hào)輸出端。該端輸出寬度為1.2ms的+5V脈沖，用以觸發(fā)縫焊機(jī)主回路的晶閘管，從而達(dá)到調(diào)節(jié)焊接電流的目的。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
、MOVCN：滾輪行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)端。當(dāng)該端輸出高電平時(shí)，使?jié)L輪電機(jī)上電，滾輪行走。否則滾輪停止運(yùn)行。27
、SWELD：焊接狀態(tài)指示端。當(dāng)有焊接電流輸出時(shí)，該端輸出高電平，否則為低電平。28
、MOVMD：滾輪行走模式選擇端。當(dāng)該端輸入高電平時(shí)，滾輪的行走模式將是連續(xù)式的，即在腳踏開關(guān)閉和后，滾輪始終在做連續(xù)運(yùn)動(dòng)，直至腳踏開關(guān)開啟。當(dāng)該端輸入低電平時(shí)，滾輪的行走模式將是斷續(xù)式的，即在腳踏開關(guān)閉合后，滾輪的行走與焊接電流的導(dǎo)通是交替進(jìn)行的，即滾輪行走時(shí)焊接停止，而滾輪停止時(shí)進(jìn)行焊接。該交替時(shí)間由焊接電流通斷時(shí)間調(diào)整端TWHUN、TWDEC、TWL和TOFF進(jìn)行調(diào)節(jié)。三、技術(shù)性能
四、應(yīng)用實(shí)例
WE7304的管腳排列如圖1所示，其引腳功能前面已經(jīng)作了詳細(xì)的介紹。下面對(duì)照應(yīng)用實(shí)例，對(duì)WE7304使用中應(yīng)注意的若干問題進(jìn)行分析和介紹。圖4是一應(yīng)用實(shí)例的電氣原理圖。
1、圖中W1、W2、W3分別為預(yù)壓、保持和焊接休止時(shí)間調(diào)整電位器。當(dāng)滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí)（即WE7305相應(yīng)輸入端的輸入電壓最高時(shí)）時(shí)間最長(zhǎng)，約為4秒鐘；調(diào)至最下端時(shí)約為0.1秒。
2、圖中W4是焊接電流調(diào)節(jié)電位器。當(dāng)滑動(dòng)端在最上端時(shí)（即IW端輸入電壓最高時(shí)）ECON端輸出脈沖的控制角最大，致使焊接電流最小；反之控制角最小，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(jìn)行電路調(diào)整時(shí)，應(yīng)先將W5的滑動(dòng)端置于最上端，W4的滑動(dòng)端置于最下端，然后將W5的滑動(dòng)端緩緩向下調(diào)整，將其調(diào)整到合適的位置。W5的滑動(dòng)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(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)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時(shí)，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(hào)送至WE7304的UNET端。WE7304將網(wǎng)壓信號(hào)與基準(zhǔn)網(wǎng)壓進(jìn)行比較和運(yùn)算，進(jìn)而對(duì)ECON端輸出的移相脈沖進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪康�。�?dāng)電網(wǎng)電壓為額定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整W6使UNET端的電壓為4伏左右。
5、圖中L1是發(fā)光二極管，為焊接階段的工作指示燈。
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(dāng)其閉合時(shí)，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表示十位，S3表示個(gè)位。這三個(gè)開關(guān)所能預(yù)置的焊接周波數(shù)的范圍為0至199，對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0至3.98秒。調(diào)節(jié)精度為0.02秒。
7、圖中S4是電流模式選擇開關(guān)。當(dāng)S4關(guān)斷時(shí)，焊接電流是斷續(xù)式的。也就是說，焊接電流是通斷交替變化的。導(dǎo)通時(shí)的電流值由W4調(diào)節(jié)，導(dǎo)通周波數(shù)由TWHUN、TWDEC和TWL調(diào)節(jié)，關(guān)斷時(shí)的電流為零，關(guān)斷時(shí)間由W3調(diào)節(jié)。
當(dāng)S4閉合時(shí)，焊接電流將是連續(xù)的。
8、圖中S5是點(diǎn)焊機(jī)的腳踏開關(guān)。當(dāng)S5閉合時(shí)，光電耦合器GO 4將輸出一高電平至WE7304的FTSW端。
9、WE7304的同步信號(hào)取自經(jīng)T2變壓、B2整流后的工頻雙半波信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)D3底部鉗位、R23和WY2限幅，再經(jīng)GO 5隔離后送至WE7304的同步信號(hào)輸入端SYN。該信號(hào)既作為ECON輸出脈沖的同步信號(hào)，又作為焊接周波數(shù)的計(jì)數(shù)脈沖。
圖2是 WE7304的SYN端輸入的同步信號(hào)波形。這是一個(gè)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(hào)和干擾信號(hào)，該芯片要求同步信號(hào)的下降沿與上升沿的間隔應(yīng)大于0.8毫秒。應(yīng)用實(shí)例中的二極管D3的作用就是使梯形波的底部適當(dāng)分開。調(diào)整電阻R22和R23即可改變兩個(gè)梯形波之間的間隔。但該間隔也不應(yīng)過大，過大會(huì)使得ECON端輸出的脈沖控制角變小。一般不應(yīng)大于1毫秒。
10、變壓器T1和T2可以合并為一個(gè)，但副邊應(yīng)為兩個(gè)獨(dú)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(hào)。整流橋B1和B2的每個(gè)橋臂上，最好能各自并聯(lián)一個(gè)0.01μf的瓷片電容,以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力。若不為其他電路供電，變壓器的總?cè)萘?VA即可。
11、WE7304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、WE7304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(hào)同步，其移相角將受IW端的給定值和UNET端檢測(cè)的電網(wǎng)電壓值的控制。該脈沖用來觸發(fā)縫焊機(jī)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。該脈沖應(yīng)經(jīng)光電耦合器或脈沖變壓器隔離，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行功率放大。這部分電路用戶可根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(hù)措施和阻容吸收電路。為了簡(jiǎn)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(jìn)行隔離。
14、WE7304的MVAL端是電磁閥控制信號(hào)輸出端。當(dāng)進(jìn)入加壓階段后，該端輸出高電平，以控制電磁閥對(duì)工件加壓。當(dāng)進(jìn)入停止階段后，該端輸出低電平，以控制電磁閥撤除對(duì)工件的壓力。該信號(hào)應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)隔離、放大后再去驅(qū)動(dòng)電磁閥。
15、WE7304的MOVCN端為焊機(jī)滾輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)端。當(dāng)該端輸出高電平信號(hào)時(shí)，該信號(hào)應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以拖動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)；反之滾輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。該信號(hào)也應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)隔離、放大后再去驅(qū)動(dòng)滾輪電機(jī)。WE7304的工作時(shí)序圖如圖3所示。
16、S6是滾輪行走模式選擇開關(guān)。當(dāng)S6閉合時(shí)，滾輪為連續(xù)行走，此時(shí)焊接電流可以是連續(xù)的（S4閉合），也可以是斷續(xù)的（S4斷開）。當(dāng)S6斷開時(shí)，滾輪的行走模式與電流模式的選擇有關(guān)：當(dāng)S4斷開時(shí)，焊接電流及滾輪的行走均為斷續(xù)式，且永遠(yuǎn)是在滾輪停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)行焊接；當(dāng)S4閉合時(shí)，焊接電流及滾輪的行走均為連續(xù)式。
17、WE7304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。
18、對(duì)于WE7304三個(gè)輸出量，即ECON端的移相脈沖、MVAL端的電磁閥控制信號(hào)和MOVCN端的滾輪電機(jī)控制信號(hào)，用戶可根據(jù)被控電路及晶閘管主電路的實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)處理。但不管采取什麼樣的措施，與被控電路之間進(jìn)行隔離都是絕對(duì)必要的。
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