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(guò)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(jìn)行了詳細的設計，并通過(guò)實(shí)際電路驗證此電路具有功率因數高、穩定、高效等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：PFC+PWM電路；ICE1CS02；雙管正激；磁復位

近年來(lái)，提高開(kāi)關(guān)電源的功率因數，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(mǎn)足要求，需要加入功率因數校正(PFC)電路。目前小功率場(chǎng)合應用得最廣泛的是PFC級和PWM級共用一套控制電路，在獲得穩定輸出的同時(shí)實(shí)現功率因數校正。這種方案具有電路簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
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(guò)程，并設計出500 W實(shí)際電路。

1 電路設計
英飛凌的ICE1CS02芯片是由功率因數校正(PFC)和脈寬調控(PWM)兩種電流模式控制器組成，其中PFC級采用非線(xiàn)性增益電路取代乘法器技術(shù)，可以獲得較高的功率因數；而PWM采用電流模式控制，可以提高響應速度和輕載時(shí)的系統效率。
電路的PFC級采用非隔離式Boost電路，具有效率高、易于實(shí)現等特點(diǎn)；而PWM級采用雙管正激電路結構，無(wú)需復位繞組，有利于減小變壓器的體積，提高開(kāi)關(guān)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(jiǎn)述如下：當電路接通電源時(shí)，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(dòng)電壓。PFC級的電壓、電流反饋信號率先使前級進(jìn)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(kāi)關(guān)管的導通與截止，實(shí)現最終穩壓輸出的目的。
在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期Ts內，PFC級MOS管M1開(kāi)關(guān)一次，后級MOS管M2和M3同步開(kāi)關(guān)2次，頻率交錯易于消除相互之間的干擾。一個(gè)主控芯片提供兩種MOS管的控制信號，簡(jiǎn)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。