采用UC3846实现交错并联控制

0 引言

变换器若能实现并联模块的交错运行，就可以减小总的电压和电流纹渡以及电磁干扰。因此，随着电子信息技术的发展。交错并联供电方式在通信电源、航空等领域中应用的越来越广泛。为此，本文在采用UC3846为控制芯片时，通过使用晶振、反相器和脉冲计数器来共同产生振荡频率。从而在两路电源并行工作时很好地解决了交错并联时的同步问题。

l UC3846的结构功能

UC3846采用标准双列直插式16引脚(DIP—16)封装。其内部结构框图如图l所示。



UC3846有16个引脚。各引脚的功能如下：

脚l：限流电平设置端；

脚2：基准电压输出端；

脚3：电流检测放大器的反相输入端；

脚4：电流检测放大器的同相输人端；

脚5：误差放大器的同相输入端；

脚6：误差放大器的反相输入端；

脚7：误差放大器反馈补偿；

脚8：振荡器的外接电容端；

脚9：振荡器的外接电阻端；

脚10：同步端；

脚Il：PWM脉冲的A输出端；

脚12：地；

脚13：集电极电源端；

脚14：PwM脉冲的B输出端；

脚15：控制电源输入端；

脚16：关闭端。

UC3846的振荡器频率由外接阻容R_t、C_T决定(9脚、8脚)。C_T的充电电流由恒流源所提供。振荡器的工作频率可按下式近似计算：



式中，R_t一般在1～500 kΩ之间。为了减小噪声对晶振电容的影响，C_T应选择大于100 pF的电容。为了防止两路开关管的互通，还要设定两路输出都关断的“死区时间”。C_T上的电压为一个锯齿波．其下降时间即为死区时间，其死区可设置时间为：



式中，C_T增大，锯齿波下降时间(即死区时间)随着增大。

2逻辑器件选择与电路设计

反相器CD74HC04的引脚及功能图如图2所示。脉冲计数器74Hc4024的引脚排列如图3所示。图4所示是其功能逻辑结构图。







通过脉冲计数器74HC4024可产生。Q0、Q1。、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6等七种频率，依次为输入脉冲的2分频、4分频、8分频、16分频、32分频、64分频和128分频。

通过两路电源并行工作的频率产生及同步控制电路如图5所示，图中的U₁、U₂分别表示两个UC3846控制芯片。



由反相器和脉冲计数器的结构图、逻辑图以及同步电路的连接可以得出74HC4024的1、12、11、9、6脚的波形和CD74Hc04的12、8、5、11脚的波形。图6是其同步电路中各点的波形图。



由图6可见，反相器和分频器可将晶振产生的脉冲分频分相，从而得到两路同频反相的信号，而且电容C₁₆与电容C₁₈上的信号也是同频反相的。将电容C₁₆与电容C₁₈取相同的值，再将两控制芯片的振荡电容取相同值，即可实现两电源的交错并联，从而在振荡电容可选的条件下，更精确地实现工作频率的同步。

3工作频率的产生

以U₂为例，假如设计要求的工作频率要达到60 kHz，那么，其具体的频率产生电路如图7所示。图中，U₃、U₄分别为反相器CD74HC04和脉冲计数器74HC4024。对于单个的UC3846来说，其振荡频率的产生通常是外部振荡电阻和电容共同作用的结果。

对于图7电路，当Q₂导通时，相当于接在Q₂上的电容C₁₈与UC3846原来外接的振荡电容C₁₄并联，共同作为振荡电容，并与振荡电阻一起产生频率。设计时，取C₁₈远大于C₁₄则可在导通过程中使C₁₈上存储的电荷量远大于C₁₄。而当Q₂截止时，C₁₈通过C₁₄迅速放电，使控制芯片的振荡器停止工作，直到Q₂再次导通，UC3846重新开始产生控制脉冲。所以，UC3846的振荡频率由C₁₈和C₁₄共同决定。即C₁₈和C₁₄并联后与振荡电阻R_T一起决定振荡频率。其振荡频率为：



由于UC3846为双端输出脉宽调制器，故其A、B端的工作频率为振荡器振荡频率的一半。根据设计要求，可取3.579545 MHz的晶振，经32分频后得到111.8 kHz的频率。设计时可取C₁₈为4.7 nF，然后将其与UC3846的振荡电容C₁₄并联，再与振荡电阻RT一起产生振荡频率。若取C₁₄为100 pF，取3.65 kΩ，则振荡频率为：



死区时间为：



这样可使工作频率达到60 kHz，从而达到本设计的频率要求。

4结束语

采用电流型控制芯片UC3846工作时，可通过反相器和脉冲计数器来分频分相，从而实现两电源模块的交错并联。本文给出了这种设计的原理电路，并进行设计举例，从而证明了该方法的可行性。