1、電流脈寬型控制芯片UC3846介紹

UC3846的主要特點為：(1)自動前饋補償;(2)可編程逐脈沖電流限制;(3)推挽配置自動對稱校正;(4)模塊化電源系統(tǒng)的并行操作能力;(5)增強負載響應特性;(6)寬共模范圍差分電流檢測器;(7)雙脈沖抑制;(8)500mA雙圖騰柱輸出;(9)低電壓鎖存;(10)軟啟動;(11)輸出關斷保護;(12)工作范圍達500kHz。以下為其內(nèi)部框圖：

圖1 UC3846內(nèi)部框圖

腳1為電流電平設置端;腳2為基準電壓輸出端;腳3為電流檢測放大器反相輸入端;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口;腳9為振蕩器外接電阻端口;腳10為同步端口;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輸出端口;腳15為控制電源輸入端;腳16為關閉端口。

2、UC3846變頻電路設計與具體分析

2.1、UC3846變寬原理

UC3846做電流型控制芯片，擁有電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，幅頻特性亦由雙極點變?yōu)閱螛O點。因此增益帶寬高，穩(wěn)壓幅度達，具有良好的頻率響應特性。UC3846的3腳與4腳放大器做為電流檢測段，通過G=Vpin7/Vpin4來改變輸出圖騰柱脈寬，其中的高電平為1腳電壓加上內(nèi)置三極管電壓0.7V，低電平約為0.7V，為0至1V。為常數(shù)值，這里只需改變即可改變輸出脈寬。當G變大時，輸出脈寬變窄，實現(xiàn)穩(wěn)壓。UC3846的電壓環(huán)為5腳、6腳、7腳組成的電壓負反饋放大器。這里PI調(diào)節(jié)由R13、R25、C2、C6組成，其中5腳為電壓給定端，UF為電壓反饋端。當反饋電壓大于給定電壓時，輸出脈寬變窄，實現(xiàn)穩(wěn)壓。電流環(huán)與電壓環(huán)相輔相成。

2.2、UC3846變寬實現(xiàn)變頻電路設計

圖2 變頻電路原理圖

變頻電路由D6、D7、R6、C12、ZD3、R5、D5、Q3、C11組成，當電壓環(huán)或者電流環(huán)產(chǎn)生脈寬寬度變化時，經(jīng)過D6、D7的波形的死區(qū)逐漸變寬，Q2導通時間增加，C11充電時間縮短，輸出頻率增加。其中C12起到積分的作用，累加死區(qū)脈沖。ZD3起到抑制尖峰的作用。IF為諧振電流整流輸入端，經(jīng)過R15、R20、R14、R23、C5組成一個RC積分電路，做為電流檢測放大器同相

積分電路的低電平由輸出圖騰柱的死區(qū)提供。當兩個圖騰柱出現(xiàn)死區(qū)時，LM339輸出零電平，將C5電壓清零，為高電平時，LM339輸出為高電平，C5充電。由此，至4腳為三角波。輸電流檢測放大器的反相輸入端為地。

3、變頻設計電路應用于LLC諧振電路

LLC諧振電感由于其高效率，寬范圍輸入，零電壓開關的優(yōu)點，深受重視。LLC諧振半橋電流原理圖如圖3，該電路主電路由Lr，Lm，以及Cr組成LLC諧振電路，其中共有兩個諧振點

LLC半橋諧振通過改變頻率以達到穩(wěn)壓的效果。于是，UC3846的變頻電路可以運用于LLC諧振電源的控制器當中。當頻率高于fr1時必然可以實現(xiàn)零電壓開關，所以本文設計將頻率高于fr1。

圖 3 LLC諧振半橋電路圖

4、設計實例與結論

以一個48W的諧振半橋變換器為例。輸入電壓為DC130V，輸出電壓為24V。

以下為實驗波形：

圖4 空載諧振電流波形

圖5 2A諧振電流波形

由于V2F的輸入電壓必須為直流電所以這里的諧振電流波形均經(jīng)過整流橋。當負載從空載到2A之間變化時，頻率從50K到42K之間變化。工作頻率高于fr1，實現(xiàn)調(diào)頻穩(wěn)壓。

5、結語

通過UC3846電流型芯片的優(yōu)點分析，探討了調(diào)頻電路設計。在LLC諧振變換器樣機上的實驗驗證了該UC3846調(diào)頻電路的有效性與實用性。