一種交錯并聯(lián)電路的控制部分設(shè)計
1、引言
隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，交錯并聯(lián)供電方式在通信電源、航空等領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。變換器若能實現(xiàn)并聯(lián)模塊的交錯運行，可以減小總的電壓和電流紋波、減小電磁干擾，從而帶來很多好處。在采用UC3846為控制芯片時，本文使用晶振產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率，經(jīng)反相器CD74HC04和脈沖計數(shù)器74HC4024共同作用后，再與UC3846一起產(chǎn)生振蕩頻率。這個方法能更好的實現(xiàn)工作頻率，同時，在兩路電源并行工作時也能很好的解決交錯并聯(lián)時的同步問題。
2、UC3846工作原理
UC3846采用標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式16引腳（DIP-16）封裝。其內(nèi)部方框圖如圖1所示。
圖1 UC3846內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖
UC3846有16個引腳。各引腳功能如下：腳1為限流電平設(shè)置端；腳2為基準(zhǔn)電壓輸出端；腳3為電流檢測放大器的反相輸入端；腳4為電流檢測放大器的同相輸入端；腳5為誤差放大器的同相輸入端；腳6為誤差放大器的反相輸入端；腳7為誤差放大器反饋補償；腳8為振蕩器的外接電容端；腳9為振蕩器的外接電阻端；腳10為同步端；腳11為PWM脈沖的A輸出端；腳12為地；腳13為集電極電源端；腳14為PWM脈沖的B輸出端；腳15為控制電源輸入端；腳16為關(guān)閉端。
UC3846的振蕩器的頻率由外接阻容 、 決定(9腳、8腳)。 的充電電流由恒流源提供。振蕩器工作頻率由式（1）近似計算式。
（1）
一般在1~500 之間。為了減小噪聲對晶振電容的影響，應(yīng)選擇大于100pF的電容。為了防止兩路開關(guān)管的互通，要設(shè)定兩路輸出都關(guān)斷的“死區(qū)時間”。電壓為一個鋸齒波，其下降時間即為死區(qū)時間，死區(qū)設(shè)置時間為：
（2）
增大，鋸齒波下降時間即死區(qū)時間就增大。
3 電路設(shè)計
反相器CD74HC04（功能圖見圖2）和脈沖計數(shù)器74HC4024（其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖見圖3，邏輯圖見圖4）
圖2 CD74HC04功能圖 圖3 74HC4024結(jié)構(gòu)圖
圖4 74HC4024邏輯圖
脈沖計數(shù)器74HC4024可產(chǎn)生七種頻率，依次為輸入脈沖的2分頻、4分頻、8分頻、16分頻、32分頻和64分頻和128分頻。
兩路電源并行工作的頻率產(chǎn)生及同步控制電路見圖5。其中U1、U2分別為兩個UC3846控制芯片。
圖5 兩路振蕩信號的產(chǎn)生及同步電路 ( 圖中二極管改為空心直線通過)
由反相器和脈沖計數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖、邏輯圖以及同步電路連接圖不難得出74HC4024的1、12、11、9、6腳的波形和CD74HC04的12、8、5、11腳的波形如圖6所示。
圖6 同步部分各點的波形圖
由圖6可見，反相器和分頻器將晶振產(chǎn)生的脈沖分頻分相，得到兩路同頻反相信號。則電容 與電容 上的信號也是同頻反相。將電容 與電容 取相同的值，再將兩控制芯片的振蕩電容取相同值，即可實現(xiàn)兩電源的交錯并聯(lián)。并且在振蕩電容的可選條件下，可以更精確地實現(xiàn)工作頻率。
4 工作頻率設(shè)計舉例
以U2為例，假使設(shè)計要求工作頻率達到60kHz，具體進行電路的設(shè)計如下。
如圖7所示，圖中U3、U4分別為反相器CD74HC04和脈沖計數(shù)器74HC4024。對于單個UC3846來說，其振蕩頻率的產(chǎn)生是外部振蕩電阻和電容共同作用的結(jié)果。
圖7 振蕩頻率產(chǎn)生電路
當(dāng)Q2 導(dǎo)通時，相當(dāng)于接在C18上的電容與UC3846的原來外接的振蕩電容C
（3）
故死區(qū)時間為
（4）
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)計要求，可取3.579545MHz的晶振，則經(jīng)32分頻后得111.8KHz。C18取4.7nF，將其與UC3846的振蕩電容C
故死區(qū)時間為
則可使工作頻率達到60kHz，從而達到本設(shè)計的頻率要求。
5 結(jié)論
采用電流型控制芯片UC3846工作時，可通過采用反相器和脈沖計數(shù)器分頻分相，從而實現(xiàn)兩電源模塊的交錯并聯(lián)。本文給出了設(shè)計的原理電路并進行設(shè)計舉例，證明了該方法的可行性。
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