介紹了電機控制專用集成電路UC3637的工作原理,特點及應用。同時給出了焊接中作為可逆送絲的具體電路。

UC3637(2637,1637)芯片是美國Unitrode公司開發(fā)的用于單向或雙向PWM調(diào)速的電機控制芯片［1］。當其用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的驅(qū)動控制器時,具有使用元件少彪珍、成本低、高效等一系列優(yōu)點,特別適合焊接中有送絲要求的電機控制,如在CO2氣保焊及埋弧自動焊中,要求能正向送絲和反向抽絲,這時使用UC3637芯片作為核心控制芯片就顯得十分合適衔帚。

1 UC3637內(nèi)部結(jié)構(gòu)

其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示

圖1 UC3637內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

內(nèi)部電路主要由以下幾部分構(gòu)成:

(1) 三角波產(chǎn)生電路屿拴；由CP,CN,S1,SR1電路組成。

(2) PWM比較器電路浴魏；由CA,CB構(gòu)成的比較器組成笤茴。

(3) 輸出控制門電路；由NA,NB邏輯門電路組成文宜。

(4) 限流電路涕癣；由比較器CL,RS觸發(fā)器組成。

(5) 關斷電路前标；由關斷比較器CS組成坠韩。

(6) 低電壓鎖定電路:UVL組成。

2 UC3637主要特點及參

其主要特點:可單雙極性供電候生；電機過流檢測控制同眯；欠電壓鎖定绽昼；具備強制關斷端唯鸭。其主要參數(shù)如下表:

測試條件:Vs=15V,-Vs=-15V,+Vth=5V,-Vth=-5V,Rt=16.7kΩ,Ct=1500pF,Ta=Tj须蜗。

表 UC3637芯片主要性能參數(shù)

參 數(shù) 測試條件 UC1637/2637 UC3637 單位 MIN TYP MAX MIN TYP MAX

誤差放大器

輸出吸入電流 Vpin17=0V -50 -20 -50 -20

mA

輸出源電流 Vpin17=0V 5 11 5 11 mA 高電平輸出電壓 13 13．6 13 13．6 V 低電平輸出電壓 -14.8 -13 -14.8 -13 V

PWM比較器

輸入關斷電壓 VCM=0v 20 20 mV 輸入偏移電流 VCM=0V 2 10 2 10 μA 滯回電壓 VCM=0V 10 10 mV 共模范圍 VS=±5V～±20V -Vs+1 +Vs-2 -Vs+1 +Vs-2 V

限流電路

輸入關斷電壓 VCM=0V,

TJ=25℃

190 200 210 180 200 220 mV 輸入關斷電壓溫

度系數(shù)

輸入偏移電流

-0.2 -0.2 mV/

℃

-10 -1.5 -10 -1.5 μA 共模范圍 VS=±2.5～

±20V

-Vs +Vs-3 -Vs +Vs-3 V

關斷電路

關斷門坎值 -2.3 -2.5 -2.7 -2.3 2.5 2.7 V 滯回電壓 40 40 mV 輸入偏移電流 Vpin14=+Vs～

-Vs

-10 -1.5 -10 -1.5 μA

欠電壓關斷

起始門坎值 4.15 5.0 4.15 5.0 V 滯回電壓 0.25 0.25 mV 總供電電流 電源供電電流 8.5 15 8.5 15 mA

輸出部份

輸出低電平 ISINK=20mA -14.9 -13 -14.9 -13 V ISINK=100mA -14.5 13 -14.5 13 V 輸出高電平 ISOURCE=20mA 13 13.5 13 13.5 V ISOURCE=100mA 12 13.5 12 13.5 V 上升時間 CL=Inf,

TJ=25℃

100 600 100 600 ns 下降時間 100 300 100 300 ns

3、應用電路

我們將其應用于CO2氣體保護焊的送絲電路,無需換向繼電器,通過調(diào)速電位器即可實現(xiàn)送絲和退絲功能目溉。電機低速下運行平穩(wěn),調(diào)速范圍寬明肮。電機型號:日本松下電機PMED-12-MA14,額定電壓18.3V ,額定電流5.5A 。 圖2是以UC3637為核心構(gòu)成的電機驅(qū)動信號產(chǎn)生電路,當R8取39kΩ,Cl取1μF時電機驅(qū)動信號頻率約為32kHz,其驅(qū)動波形如圖3所示(使用美國泰克公司TDS-200數(shù)字存儲示波器輸出)缭付。

圖2 UC3637在送絲電路中的應用圖之一

圖3 UC3637輸出驅(qū)動波形

圖4是一橋式電機驅(qū)動電路柿估。由V1,V2,V3,V4構(gòu)成四個橋臂,電機接在橋臂之間,對角橋臂V1,V4；V2,V3同時開通,當UC3637輸出脈沖Aout和Bout脈寬相等時,加在電機兩端的平均電壓為零,電機不轉(zhuǎn)動陷猫。當Aout脈寬大于Bout脈寬時,電機正轉(zhuǎn)(人為設定),反之,電機反轉(zhuǎn)撰绕。實際制作時V1、V2應選用P溝道場效應管,V3在轮、V4應選用N溝道場效應管,漏極電流應大于10A～15A,耐壓大于100V［2］,W1-W4可用8V～12V穩(wěn)壓管,過流采樣電阻R16可取0.02Ω電阻(設定保護電流10A)牺幻。

圖4 UC3637在送絲電路中的應用圖之二

用以上電路制作的CO2氣保焊送絲機構(gòu)實測送絲速度范圍為送絲0m／min～16.7m/min,抽絲0m／min～16.2m/min。

應用UC3637芯片構(gòu)成PWM可逆調(diào)速具有以下優(yōu)點:

(1) 可使電機正反轉(zhuǎn)铣碴。

(2) 電機停止時有微振電流,能消除靜摩擦死區(qū)魂拢。

(3) 低速時,每個場效應管驅(qū)動脈沖較寬,有利于場效應管可靠導通。

(4) 低速下電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好箱仰。

由圖2镜踪、圖4構(gòu)成的調(diào)速電路無反饋環(huán)節(jié)。如需轉(zhuǎn)速負反饋,可采用帶測速發(fā)電機的直流電機,測速發(fā)電機負反饋電壓與給定電壓合成后利用UC3637內(nèi)部的誤差放大器( 參見圖1中EA,15 屁膝、16腿輸入,17腿輸出)放大提供控制信號給VR1動端,即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制眶约。

4 結(jié) 論

(1) UC3637芯片應用于送絲電機可逆調(diào)速電路,集成度高,使用方便。

(2) 用UC3637芯片實現(xiàn)的可逆調(diào)速電路,電機調(diào)速范圍寬,低速下電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn),很適合象CO2氣體保護焊送絲機構(gòu)這樣要求調(diào)速范圍寬的場所應用穷歹。

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