基于ICE1CS02的PFC+PWM電路設計

摘要：基于ICE1CS02設計了一種PFC+PWM電路。采用前級為PFC電路，后級為雙管正激拓撲電路的方式。通過仿真分析電路的基本原理，以500W電路為例對PWM部分主變壓器進行了詳細的設計，并通過實際電路驗證此電路具有功率因數(shù)高、穩(wěn)定、高效等優(yōu)點。
關鍵詞：PFC+PWM電路；ICE1CS02；雙管正激；磁復位

近年來，提高開關電源的功率因數(shù)，減輕其對電網(wǎng)的污染成為電源發(fā)展的必然趨勢。為了使輸入電流諧波滿足要求，需要加入功率因數(shù)校正(PFC)電路。目前小功率場合應用得最廣泛的是PFC級和PWM級共用一套控制電路，在獲得穩(wěn)定輸出的同時實現(xiàn)功率因數(shù)校正。這種方案具有電路簡單、成本低等優(yōu)點。
文中介紹了一種基于ICE1CS02的PFC+PWM電路的基本原理及其設計過程，并設計出500 W實際電路。

1 電路設計
英飛凌的ICE1CS02芯片是由功率因數(shù)校正(PFC)和脈寬調(diào)控(PWM)兩種電流模式控制器組成，其中PFC級采用非線性增益電路取代乘法器技術，可以獲得較高的功率因數(shù)；而PWM采用電流模式控制，可以提高響應速度和輕載時的系統(tǒng)效率。
電路的PFC級采用非隔離式Boost電路，具有效率高、易于實現(xiàn)等特點；而PWM級采用雙管正激電路結(jié)構(gòu)，無需復位繞組，有利于減小變壓器的體積，提高開關電源功率密度和工作效率。
PFC+雙管正激變換器主電路原理圖如圖1所示。

電路的工作原理簡述如下：當電路接通電源時，輸入交流電壓整流后的直流電壓給輔助源提供信號，從而給主控芯片提供啟動電壓。PFC級的電壓、電流反饋信號率先使前級進入正常工作，即PFC級輸出電壓400VDC；后級DC／DC變換電路由TL431獲得偏差信號，經(jīng)光耦隔離后反饋到主控芯片，控制開關管的導通與截止，實現(xiàn)最終穩(wěn)壓輸出的目的。
在一個開關周期Ts內(nèi)，PFC級MOS管M1開關一次，后級MOS管M2和M3同步開關2次，頻率交錯易于消除相互之間的干擾。一個主控芯片提供兩種MOS管的控制信號，簡化了控制電路設計。
電路中，變壓器起隔離變壓作用，不再需要復位繞組。二極管D6和D7導通把激磁能量回饋給輸入源，并起去磁作用使變壓器維持磁平衡。