采用UC3846實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)控制

0 引言

變換器若能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)模塊的交錯(cuò)運(yùn)行，就可以減小總的電壓和電流紋渡以及電磁干擾。因此，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展。交錯(cuò)并聯(lián)供電方式在通信電源、航空等領(lǐng)域中應(yīng)用的越來越廣泛。為此，本文在采用UC3846為控制芯片時(shí)，通過使用晶振、反相器和脈沖計(jì)數(shù)器來共同產(chǎn)生振蕩頻率。從而在兩路電源并行工作時(shí)很好地解決了交錯(cuò)并聯(lián)時(shí)的同步問題。

l UC3846的結(jié)構(gòu)功能

UC3846采用標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式16引腳(DIP—16)封裝。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示。



UC3846有16個(gè)引腳。各引腳的功能如下：

腳l：限流電平設(shè)置端；

腳2：基準(zhǔn)電壓輸出端；

腳3：電流檢測放大器的反相輸入端；

腳4：電流檢測放大器的同相輸人端；

腳5：誤差放大器的同相輸入端；

腳6：誤差放大器的反相輸入端；

腳7：誤差放大器反饋補(bǔ)償；

腳8：振蕩器的外接電容端；

腳9：振蕩器的外接電阻端；

腳10：同步端；

腳Il：PWM脈沖的A輸出端；

腳12：地；

腳13：集電極電源端；

腳14：PwM脈沖的B輸出端；

腳15：控制電源輸入端；

腳16：關(guān)閉端。

UC3846的振蕩器頻率由外接阻容R_t、C_T決定(9腳、8腳)。C_T的充電電流由恒流源所提供。振蕩器的工作頻率可按下式近似計(jì)算：



式中，R_t一般在1～500 kΩ之間。為了減小噪聲對晶振電容的影響，C_T應(yīng)選擇大于100 pF的電容。為了防止兩路開關(guān)管的互通，還要設(shè)定兩路輸出都關(guān)斷的“死區(qū)時(shí)間”。C_T上的電壓為一個(gè)鋸齒波．其下降時(shí)間即為死區(qū)時(shí)間，其死區(qū)可設(shè)置時(shí)間為：



式中，C_T增大，鋸齒波下降時(shí)間(即死區(qū)時(shí)間)隨著增大。

2邏輯器件選擇與電路設(shè)計(jì)

反相器CD74HC04的引腳及功能圖如圖2所示。脈沖計(jì)數(shù)器74Hc4024的引腳排列如圖3所示。圖4所示是其功能邏輯結(jié)構(gòu)圖。







通過脈沖計(jì)數(shù)器74HC4024可產(chǎn)生。Q0、Q1。、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6等七種頻率，依次為輸入脈沖的2分頻、4分頻、8分頻、16分頻、32分頻、64分頻和128分頻。

通過兩路電源并行工作的頻率產(chǎn)生及同步控制電路如圖5所示，圖中的U₁、U₂分別表示兩個(gè)UC3846控制芯片。



由反相器和脈沖計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖、邏輯圖以及同步電路的連接可以得出74HC4024的1、12、11、9、6腳的波形和CD74Hc04的12、8、5、11腳的波形。圖6是其同步電路中各點(diǎn)的波形圖。



由圖6可見，反相器和分頻器可將晶振產(chǎn)生的脈沖分頻分相，從而得到兩路同頻反相的信號，而且電容C₁₆與電容C₁₈上的信號也是同頻反相的。將電容C₁₆與電容C₁₈取相同的值，再將兩控制芯片的振蕩電容取相同值，即可實(shí)現(xiàn)兩電源的交錯(cuò)并聯(lián)，從而在振蕩電容可選的條件下，更精確地實(shí)現(xiàn)工作頻率的同步。

3工作頻率的產(chǎn)生

以U₂為例，假如設(shè)計(jì)要求的工作頻率要達(dá)到60 kHz，那么，其具體的頻率產(chǎn)生電路如圖7所示。圖中，U₃、U₄分別為反相器CD74HC04和脈沖計(jì)數(shù)器74HC4024。對于單個(gè)的UC3846來說，其振蕩頻率的產(chǎn)生通常是外部振蕩電阻和電容共同作用的結(jié)果。

對于圖7電路，當(dāng)Q₂導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于接在Q₂上的電容C₁₈與UC3846原來外接的振蕩電容C₁₄并聯(lián)，共同作為振蕩電容，并與振蕩電阻一起產(chǎn)生頻率。設(shè)計(jì)時(shí)，取C₁₈遠(yuǎn)大于C₁₄則可在導(dǎo)通過程中使C₁₈上存儲的電荷量遠(yuǎn)大于C₁₄。而當(dāng)Q₂截止時(shí)，C₁₈通過C₁₄迅速放電，使控制芯片的振蕩器停止工作，直到Q₂再次導(dǎo)通，UC3846重新開始產(chǎn)生控制脈沖。所以，UC3846的振蕩頻率由C₁₈和C₁₄共同決定。即C₁₈和C₁₄并聯(lián)后與振蕩電阻R_T一起決定振蕩頻率。其振蕩頻率為：



由于UC3846為雙端輸出脈寬調(diào)制器，故其A、B端的工作頻率為振蕩器振蕩頻率的一半。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可取3.579545 MHz的晶振，經(jīng)32分頻后得到111.8 kHz的頻率。設(shè)計(jì)時(shí)可取C₁₈為4.7 nF，然后將其與UC3846的振蕩電容C₁₄并聯(lián)，再與振蕩電阻RT一起產(chǎn)生振蕩頻率。若取C₁₄為100 pF，取3.65 kΩ，則振蕩頻率為：



死區(qū)時(shí)間為：



這樣可使工作頻率達(dá)到60 kHz，從而達(dá)到本設(shè)計(jì)的頻率要求。

4結(jié)束語

采用電流型控制芯片UC3846工作時(shí)，可通過反相器和脈沖計(jì)數(shù)器來分頻分相，從而實(shí)現(xiàn)兩電源模塊的交錯(cuò)并聯(lián)。本文給出了這種設(shè)計(jì)的原理電路，并進(jìn)行設(shè)計(jì)舉例，從而證明了該方法的可行性。