电机控制集成电路UC3637的工作原理
uc3637（2637，1637）芯片是美国unitrode公司开发的用于单向或双向pwm调速的电机控制芯片［1］。当其用于代替传统的驱动控制器时，具有使用元件少、成本低、等一系列优点，特别适合焊接中有送丝要求的电机控制，如在co2气保焊及埋弧自动焊中，要求能正向送丝和反向抽丝，这时使用uc3637芯片作为核心控制芯片就显得十分合适。
1 uc3637内部结构其内部结构图如图1所示
图1 uc3637内部结构图
内部电路主要由以下几部分构成：
（1） 三角波产生电路；由cp，cn，s1，sr1电路组成。
（2） pwm比较器电路；由ca，cb构成的比较器组成。
（3） 输出控制门电路；由na，nb逻辑门电路组成。
（4） 限流电路；由比较器cl，rs触发器组成。
（5） 关断电路；由关断比较器cs组成。
（6） 低电压锁定电路：uvl组成。
2 uc3637主要特点及参
其主要特点：可单双极性供电；电机过流检测控制；欠电压锁定；具备强制关断端。其主要参数如下表：
测试条件：vs=15v，－vs=-15v，+vth=5v，-vth=-5v，rt=16.7kω，ct=1500pf，ta=tj。
表 uc3637芯片主要性能参数
参数 测试条件 uc1637/2637 uc3637 单位
min typ max min typ max
误差放大器
输出吸入电流 vpin17=0v -50 -20 -50 -20 ma
输出源电流 vpin17=0v 5 11 5 11 ma
高电平输出电压 13 13．6 13 13．6 v
低电平输出电压 -14.8 -13 -14.8 -13 v
pwm比较器
输入关断电压 vcm=0v 20 20 mv
输入偏移电流 vcm=0v 2 10 2 10 μa
滞回电压 vcm=0v 10 10 mv
共*围 vs=±5v～±20v -vs+1 +vs-2 -vs+1 +vs-2 v
限流电路
输入关断电压 vcm=0v,
tj=25℃ 190 200 210 180 200 220 mv
输入关断电压温
度系数
输入偏移电流 -0.2 -0.2 mv/
℃
-10 -1.5 -10 -1.5 μa
共*围 vs=±2.5～
±20v -vs +vs-3 -vs +vs-3 v
关断电路
关断门坎值 -2.3 -2.5 -2.7 -2.3 2.5 2.7 v
滞回电压 40 40 mv
输入偏移电流 vpin14=+vs～
-vs -10 -1.5 -10 -1.5 μa
欠电压关断
起始门坎值 4.15 5.0 4.15 5.0 v
滞回电压 0.25 0.25 mv
总供电电流
电源供电电流 8.5 15 8.5 15 ma
输出部份
输出低电平 isink=20ma -14.9 -13 -14.9 -13 v
isink=100ma -14.5 13 -14.5 13 v
输出高电平 isource=20ma 13 13.5 13 13.5 v
isource=100ma 12 13.5 12 13.5 v
上升时间 cl=inf,
tj=25℃ 100 600 100 600 ns
下降时间 100 300 100 300 ns
3 应用电路
我们将其应用于co2气体保护焊的送丝电路，无需换向继电器，通过调速电位器即可实现送丝和退丝功能。电机低速下运行平稳，调速范围宽。电机型号：日本松下电机pmed-12-ma14，额定电压18.3v ，额定电流5. 。 图2是以uc3637为核心构成的电机驱动信号产生电路，当r8取39kω，cl取1μf时电机驱动信号频率约为32khz，其驱动波形如图3所示（使用美国泰克公司tds-200数字存储示波器输出）。
图2 uc3637在送丝电路中的应用图之一
图3 uc3637输出驱动波形
图4是一桥式电机驱动电路。由v1，v2，v3，v4构成四个桥臂，电机接在桥臂之间，对角桥臂v1，v4；v2，v3同时开通，当uc3637输出脉冲aout和bout脉宽相等时，加在电机两端的平均电压为零，电机不转动。当aout脉宽大于bout脉宽时，电机正转（人为设定），反之，电机反转。实际制作时v1、v2应选用p沟道场效应管，v3、v4应选用n沟道场效应管，漏极电流应大于10a～1，耐压大于100v［2］，w1－w4可用8v～12v稳压管，过流采样电阻r16可取0.02ω电阻（设定保护电流10a）。
图4 uc3637在送丝电路中的应用图之二
用以上电路制作的co2气保焊送丝机构实测送丝速度范围为送丝0m／min～16.7m/min，抽丝0m／min～16.2m/min。
应用uc3637芯片构成pwm可逆调速具有以下优点：
（1） 可使电机正反转。
（2） 电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区。
（3） 低速时，每个场效应管驱动脉冲较宽，有利于场效应管可靠导通。
（4） 低速下电机运转平稳性好。
由图2、图4构成的调速电路无反馈环节。如需转速负反馈，可采用带测速发电机的直流电机，测速发电机负反馈电压与给定电压合成后利用uc3637内部的误差放大器（ 参见图1中ea，15 、16腿输入，17腿输出）放大提供控制信号给vr1动端，即可实现转速闭环控制。
4 结 论
（1） uc3637芯片应用于送丝电机可逆调速电路，集成度高，使用方便。
（2） 用uc3637芯片实现的可逆调速电路，电机调速范围宽，低速下电机运转平稳，很适合象co2气体保护焊送丝机构这样要求调速范围宽的场所应用。
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1 uc3637内部结构其内部结构图如图1所示
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（2） pwm比较器电路；由ca，cb构成的比较器组成。
（3） 输出控制门电路；由na，nb逻辑门电路组成。
（4） 限流电路；由比较器cl，rs触发器组成。
（5） 关断电路；由关断比较器cs组成。
（6） 低电压锁定电路：uvl组成。
2 uc3637主要特点及参
其主要特点：可单双极性供电；电机过流检测控制；欠电压锁定；具备强制关断端。其主要参数如下表：
测试条件：vs=15v，－vs=-15v，+vth=5v，-vth=-5v，rt=16.7kω，ct=1500pf，ta=tj。
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参数 测试条件 uc1637/2637 uc3637 单位
min typ max min typ max
误差放大器
输出吸入电流 vpin17=0v -50 -20 -50 -20 ma
输出源电流 vpin17=0v 5 11 5 11 ma
高电平输出电压 13 13．6 13 13．6 v
低电平输出电压 -14.8 -13 -14.8 -13 v
pwm比较器
输入关断电压 vcm=0v 20 20 mv
输入偏移电流 vcm=0v 2 10 2 10 μa
滞回电压 vcm=0v 10 10 mv
共*围 vs=±5v～±20v -vs+1 +vs-2 -vs+1 +vs-2 v
限流电路
输入关断电压 vcm=0v,
tj=25℃ 190 200 210 180 200 220 mv
输入关断电压温
度系数
输入偏移电流 -0.2 -0.2 mv/
℃
-10 -1.5 -10 -1.5 μa
共*围 vs=±2.5～
±20v -vs +vs-3 -vs +vs-3 v
关断电路
关断门坎值 -2.3 -2.5 -2.7 -2.3 2.5 2.7 v
滞回电压 40 40 mv
输入偏移电流 vpin14=+vs～
-vs -10 -1.5 -10 -1.5 μa
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输出部份
输出低电平 isink=20ma -14.9 -13 -14.9 -13 v
isink=100ma -14.5 13 -14.5 13 v
输出高电平 isource=20ma 13 13.5 13 13.5 v
isource=100ma 12 13.5 12 13.5 v
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tj=25℃ 100 600 100 600 ns
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（2） 用uc3637芯片实现的可逆调速电路，电机调速范围宽，低速下电机运转平稳，很适合象co2气体保护焊送丝机构这样要求调速范围宽的场所应用。
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