基于ICE1CS02的PFC+PWM电路设计

摘要：基于ICE1CS02设计了一种PFC+PWM电路。采用前级为PFC电路，后级为双管正激拓扑电路的方式。通过仿真分析电路的基本原理，以500W电路为例对PWM部分主变压器进行了详细的设计，并通过实际电路验证此电路具有功率因数高、稳定、高效等优点。
关键词：PFC+PWM电路；ICE1CS02；双管正激；磁复位

近年来，提高开关电源的功率因数，减轻其对电网的污染成为电源发展的必然趋势。为了使输入电流谐波满足要求，需要加入功率因数校正(PFC)电路。目前小功率场合应用得最广泛的是PFC级和PWM级共用一套控制电路，在获得稳定输出的同时实现功率因数校正。这种方案具有电路简单、成本低等优点。
文中介绍了一种基于ICE1CS02的PFC+PWM电路的基本原理及其设计过程，并设计出500 W实际电路。

1 电路设计
英飞凌的ICE1CS02芯片是由功率因数校正(PFC)和脉宽调控(PWM)两种电流模式控制器组成，其中PFC级采用非线性增益电路取代乘法器技术，可以获得较高的功率因数；而PWM采用电流模式控制，可以提高响应速度和轻载时的系统效率。
电路的PFC级采用非隔离式Boost电路，具有效率高、易于实现等特点；而PWM级采用双管正激电路结构，无需复位绕组，有利于减小变压器的体积，提高开关电源功率密度和工作效率。
PFC+双管正激变换器主电路原理图如图1所示。

电路的工作原理简述如下：当电路接通电源时，输入交流电压整流后的直流电压给辅助源提供信号，从而给主控芯片提供启动电压。PFC级的电压、电流反馈信号率先使前级进入正常工作，即PFC级输出电压400VDC；后级DC／DC变换电路由TL431获得偏差信号，经光耦隔离后反馈到主控芯片，控制开关管的导通与截止，实现最终稳压输出的目的。
在一个开关周期Ts内，PFC级MOS管M1开关一次，后级MOS管M2和M3同步开关2次，频率交错易于消除相互之间的干扰。一个主控芯片提供两种MOS管的控制信号，简化了控制电路设计。
电路中，变压器起隔离变压作用，不再需要复位绕组。二极管D6和D7导通把激磁能量回馈给输入源，并起去磁作用使变压器维持磁平衡。