一种基于UC3846的变频设计与应用
1、电流脉宽型控制芯片uc3846介绍
uc3846的主要特点为：（1）自动前馈补偿;（2）可编程逐脉冲电流限制;（3）推挽配置自动对称校正;（4）模块化电源系统的并行操作能力;（5）增强负载响应特性;（6）宽共模范围差分电流检测器;（7）双脉冲抑制;（8）500ma双图腾柱输出;（9）低电压锁存;（10）软启动;（11）输出关断保护;（12）工作范围达500khz。以下为其内部框图：
图1 uc3846内部框图
脚1为电流电平设置端;脚2为基准电压输出端;脚3为电流检测放大器反相输入端;脚4为电流检测放大器的同相输入端;脚5为误差放大器的同相输入端;脚6为误差放大器的反相输入端;脚7为误差放大器反馈补偿;脚8为振荡器的外接电容端口;脚9为振荡器外接电阻端口;脚10为同步端口;脚11为pwm脉冲的a输出端;脚12为地;脚13为集电极电源端;脚14为pwm脉冲的b输出端口;脚15为控制电源输入端;脚16为关闭端口。
2、uc3846变频电路设计与具体分析 2.1、uc3846变宽原理 uc3846做电流型控制芯片，拥有电压、电流双闭环控制系统，幅频特性亦由双极点变为单极点。因此增益带宽高，稳压幅度达，具有良好的频率响应特性。uc3846的3脚与4脚放大器做为电流检测段，通过g=vpin7/vpin4来改变输出图腾柱脉宽，其中的高电平为1脚电压加上内置三极管电压0.7v，低电平约为0.7v，为0至1v。为常数值，这里只需改变即可改变输出脉宽。当g变大时，输出脉宽变窄，实现稳压。uc3846的电压环为5脚、6脚、7脚组成的电压负反馈放大器。这里pi调节由r13、r25、c2、c6组成，其中5脚为电压给定端，uf为电压反馈端。当反馈电压大于给定电压时，输出脉宽变窄，实现稳压。电流环与电压环相辅相成。
2.2、uc3846变宽实现变频电路设计
图2 变频电路原理图
变频电路由d6、d7、r6、c12、zd3、r5、d5、q3、c11组成，当电压环或者电流环产生脉宽宽度变化时，经过d6、d7的波形的死区逐渐变宽，q2导通时间增加，c11充电时间缩短，输出频率增加。其中c12起到积分的作用，累加死区脉冲。zd3起到抑制尖峰的作用。if为谐振电流整流输入端，经过r15、r20、r14、r23、c5组成一个rc积分电路，做为电流检测放大器同相
积分电路的低电平由输出图腾柱的死区提供。当两个图腾柱出现死区时，lm339输出零电平，将c5电压清零，为高电平时，lm339输出为高电平，c5充电。由此，至4脚为三角波。输电流检测放大器的反相输入端为地。
3、变频设计电路应用于llc谐振电路 llc谐振电感由于其高效率，宽范围输入，零电压开关的优点，深受重视。llc谐振半桥电流原理图如图3，该电路主电路由lr，lm，以及cr组成llc谐振电路，其中共有两个谐振点
llc半桥谐振通过改变频率以达到稳压的效果。于是，uc3846的变频电路可以运用于llc谐振电源的控制器当中。当频率高于fr1时必然可以实现零电压开关，所以本文设计将频率高于fr1。
图 3 llc谐振半桥电路图
4、设计实例与结论 以一个48w的谐振半桥变换器为例。输入电压为dc130v，输出电压为24v。
以下为实验波形：
图4 空载谐振电流波形
图5 2a谐振电流波形
由于v2f的输入电压必须为直流电所以这里的谐振电流波形均经过整流桥。当负载从空载到2a之间变化时，频率从50k到42k之间变化。工作频率高于fr1，实现调频稳压。
5、结语 通过uc3846电流型芯片的优点分析，探讨了调频电路设计。在llc谐振变换器样机上的实验验证了该uc3846调频电路的有效性与实用性。
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图1 uc3846内部框图
脚1为电流电平设置端;脚2为基准电压输出端;脚3为电流检测放大器反相输入端;脚4为电流检测放大器的同相输入端;脚5为误差放大器的同相输入端;脚6为误差放大器的反相输入端;脚7为误差放大器反馈补偿;脚8为振荡器的外接电容端口;脚9为振荡器外接电阻端口;脚10为同步端口;脚11为pwm脉冲的a输出端;脚12为地;脚13为集电极电源端;脚14为pwm脉冲的b输出端口;脚15为控制电源输入端;脚16为关闭端口。
2、uc3846变频电路设计与具体分析 2.1、uc3846变宽原理 uc3846做电流型控制芯片，拥有电压、电流双闭环控制系统，幅频特性亦由双极点变为单极点。因此增益带宽高，稳压幅度达，具有良好的频率响应特性。uc3846的3脚与4脚放大器做为电流检测段，通过g=vpin7/vpin4来改变输出图腾柱脉宽，其中的高电平为1脚电压加上内置三极管电压0.7v，低电平约为0.7v，为0至1v。为常数值，这里只需改变即可改变输出脉宽。当g变大时，输出脉宽变窄，实现稳压。uc3846的电压环为5脚、6脚、7脚组成的电压负反馈放大器。这里pi调节由r13、r25、c2、c6组成，其中5脚为电压给定端，uf为电压反馈端。当反馈电压大于给定电压时，输出脉宽变窄，实现稳压。电流环与电压环相辅相成。
2.2、uc3846变宽实现变频电路设计
图2 变频电路原理图
变频电路由d6、d7、r6、c12、zd3、r5、d5、q3、c11组成，当电压环或者电流环产生脉宽宽度变化时，经过d6、d7的波形的死区逐渐变宽，q2导通时间增加，c11充电时间缩短，输出频率增加。其中c12起到积分的作用，累加死区脉冲。zd3起到抑制尖峰的作用。if为谐振电流整流输入端，经过r15、r20、r14、r23、c5组成一个rc积分电路，做为电流检测放大器同相
积分电路的低电平由输出图腾柱的死区提供。当两个图腾柱出现死区时，lm339输出零电平，将c5电压清零，为高电平时，lm339输出为高电平，c5充电。由此，至4脚为三角波。输电流检测放大器的反相输入端为地。
3、变频设计电路应用于llc谐振电路 llc谐振电感由于其高效率，宽范围输入，零电压开关的优点，深受重视。llc谐振半桥电流原理图如图3，该电路主电路由lr，lm，以及cr组成llc谐振电路，其中共有两个谐振点
llc半桥谐振通过改变频率以达到稳压的效果。于是，uc3846的变频电路可以运用于llc谐振电源的控制器当中。当频率高于fr1时必然可以实现零电压开关，所以本文设计将频率高于fr1。
图 3 llc谐振半桥电路图
4、设计实例与结论 以一个48w的谐振半桥变换器为例。输入电压为dc130v，输出电压为24v。
以下为实验波形：
图4 空载谐振电流波形
图5 2a谐振电流波形
由于v2f的输入电压必须为直流电所以这里的谐振电流波形均经过整流桥。当负载从空载到2a之间变化时，频率从50k到42k之间变化。工作频率高于fr1，实现调频稳压。
5、结语 通过uc3846电流型芯片的优点分析，探讨了调频电路设计。在llc谐振变换器样机上的实验验证了该uc3846调频电路的有效性与实用性。
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