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采用BiCMOS技术的新一代CCM PFC控制器

Luo Junyang?? Liu Jianwei?? Jeoh Meng Kiat?? 英飞凌科技股份公司?? 2007年05月15日 ?? 收藏0

  ICE2PCS01/02属于第二代连续导通模式(CCMPFC控制器,采用BiCMOS技术制造而成。与第一代ICE1PCS01/02相比,ICE2PCS01/02具备更低的内部参考电压(3V),能够保证精确的保护和控制水平。另外该IC还具有其它一些优势,例如更宽的Vcc工作范围,更好的内部振荡器和直接的大电容过压保护功能。

图1良好的PCB布局的示例


  除了引脚 4以外,ICE2PCS02和ICE2PCS01 的其它引脚都一样:在ICE2PCS01中,引脚 4用来设定开关频率;但是在ICE1PCS02中,引脚 4用于AC欠压检测。ICE2PCS01/02专为升压型转换器而设计,只需要很少的外部元件。所有电流和电压环路补偿都是在外部实现的,从而允许用户进行完全控制。

  电源电压

  由于采用全新的BiCMOS技术,ICE2PCS01/02的电源电压的工作范围从10V~21V 扩展到11V~26V,开启的阈值电压从11V提高到12V。

  门极输出

  输出门驱动器是一个快速的推挽式输出门极驱动电路。它具有内置的交叉导通电流保护功能。GATE引脚所能承受的最大电压通常箝位在15V(上拉)。由于采用了最

新的BiCMOS技术,GATE下拉电压从最大2V (ICE1PCS01/02)降低到最大1V(ICE2PCS01/02)。因为具有较低的GATE下拉电压,外部MOSFET能够快速地开关,从而降低了开关损耗,提高了效率。

  内部振荡器

  由于采用先进的BiCMOS技术,可以在没有噪声干扰的情况下对内部振荡器进行准确地调节。对于ICE2PCS02来讲,开关频率被固定在65kHz(典型值)。对于ICE2PCS01来讲,可以通过FREQ引脚上的外部电阻对开关频率进行调节。

  采用大容量电容器进行电压检测和过压保护

  通过Vsense引脚上的电阻分压器对大电容两端的电压进行检测。Vsense电压发送至误差放大器,并且与内部参考源(用于电压环路调节)进行比较。ICE1PCS01/02的内部参考电压为5V,ICE2PCS01/02的内部参考电压为3V。由于具有不同的内部参考电压,因此需要在ICE1PCS01/02 和 ICE2PCS01/02的解决方案中分别采用不同的电阻分压器。 Vsense电压还可以应用到增强动态响应模块。ICE2PCS01/02 在Vout超过额定值+5%的情况下,增强动态响应模块能够将占空比迅速调整到零。可以把该功能看作Vout过压保护。除了增强动态响应模块以外,ICE2PCS01/02还提供了额外的过压(OVP)保护,这通过直接关闭门输出来实现(当Vout超过额定值+8%时)。除增强动态响应模块之外,直接OVP关闭功能进一步提升了系统的稳定性。

  电流环路和电压环路调节

  ICE2PCS01/02的基本工作原理与ICE1PCS01/02相同。ICE2PCS01/02采用级联控制(即内部电流环路和外部电压环路)工作模式。IC的内部电流环路控制平均输入电流的正弦波形状。外部电压环路控制Vout并且调节平均输入电流的幅度。

  PCB布局指南

  为了避免PCB板上电源和信号路径之间的串扰,并使IC GND引脚尽可能远离噪声,需要对GND的PCB布局进行仔细斟酌。下面给出一些GND连接的建议,图1给出了一个良好的PCB布局的例子。

  (1)主要功率级GND的连接规则:MOSFET源端、输出负载GND、IC辅助电源GND和Rsense电阻的PCB走线之间需要进行隔离,并且都连接到大电容的负引脚。(2)小信号IC GND的连接规则:需要与小信号GND总线相连的IC外部元件以红色高亮显示。此GND总线连到IC GND引脚上。(3)主要功率级GND和小信号IC GND之间的连接:图1中,单条PCB走线(粉红表示)直接将IC GND引脚连到功率级的最佳连接点——大容量电容的负端。这样做是为了保证IC Isense引脚 和 IC GND 引脚之间的电压不会受开关矩形噪声电流的影响。深绿色和蓝色走线表示的是高频矩形开关电流的流动路径。(4) Vcc去耦电容Cvcc:去耦电容需要放置在尽可能靠近IC Vcc 和 GND 引脚的地方。Cvcc 的GND走线(图1中绿色表示)应该连到单PCB走线上,该走线连接IC GND 引脚和功率GND,这样做的好处在于较大的门充电电流不会通过小信号的GND总线。(5)Vsense 电容Cvsense:为了降低Vsense引脚上的噪声,可以在Vsense引脚和小信号GND总线之间放置一个不超过0.1mF的小电容。


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BiCMOS? CCM? PFC?

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