基于ICE1CS02的PFC+PWM電路設(shè)計(jì)

摘要：基于ICE1CS02設(shè)計(jì)了一種PFC+PWM電路。采用前級(jí)為PFC電路，后級(jí)為雙管正激拓?fù)潆娐返姆绞?。通過(guò)仿真分析電路的基本原理，以500W電路為例對(duì)PWM部分主變壓器進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并通過(guò)實(shí)際電路驗(yàn)證此電路具有功率因數(shù)高、穩(wěn)定、高效等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：PFC+PWM電路；ICE1CS02；雙管正激；磁復(fù)位

近年來(lái)，提高開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)，減輕其對(duì)電網(wǎng)的污染成為電源發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了使輸入電流諧波滿(mǎn)足要求，需要加入功率因數(shù)校正(PFC)電路。目前小功率場(chǎng)合應(yīng)用得最廣泛的是PFC級(jí)和PWM級(jí)共用一套控制電路，在獲得穩(wěn)定輸出的同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)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(shè)計(jì)過(guò)程，并設(shè)計(jì)出500 W實(shí)際電路。

1 電路設(shè)計(jì)
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(jí)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(shù)；而PWM采用電流模式控制，可以提高響應(yīng)速度和輕載時(shí)的系統(tǒng)效率。
電路的PFC級(jí)采用非隔離式Boost電路，具有效率高、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)；而PWM級(jí)采用雙管正激電路結(jié)構(gòu)，無(wú)需復(fù)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(dāng)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(hào)，從而給主控芯片提供啟動(dòng)電壓。PFC級(jí)的電壓、電流反饋信號(hào)率先使前級(jí)進(jìn)入正常工作，即PFC級(jí)輸出電壓400VDC；后級(jí)DC／DC變換電路由TL431獲得偏差信號(hào)，經(jīng)光耦隔離后反饋到主控芯片，控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與截止，實(shí)現(xiàn)最終穩(wěn)壓輸出的目的。
在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期Ts內(nèi)，PFC級(jí)MOS管M1開(kāi)關(guān)一次，后級(jí)MOS管M2和M3同步開(kāi)關(guān)2次，頻率交錯(cuò)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(hào)，簡(jiǎn)化了控制電路設(shè)計(jì)。
電路中，變壓器起隔離變壓作用，不再需要復(fù)位繞組。二極管D6和D7導(dǎo)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。