ICE2PCS01常简称为2PCS01,ICE2PCS02常简称为2PCS02。ICE2PCS01、ICE2PCS02是英飞凌第二代连续导通模式( CCM)PFC控制器,采用CMOS和双极器件同时集成在同一块芯片上的技术(BiCMOS技术),用很少的外围元件即可满足PFC应用的全部要求。ICE2PCS01/02专为升压型转换器而设计,所有电流和电压环路补偿都是在外部实现的,从而使其应用性能更佳,设计更灵活。ICE2PCS01与ICE2PCS02内部电路基本相同,除④脚功能不同外(ICE2PCSO1 的④脚用来设定开/关频率,而ICE2PCS02的④脚用于AC输入电压检测),其余引脚功能相同。ICE2PCS02的引脚功能与实测电压见表1。

一、芯片特点简介
        英飞凌第一代cCMPFC控制器ICEIPCS01/02是一款很受市场欢迎的CCMPFC产品,而采用Bi-CMOS技术的第二代ICE2PCSO1/02在第一代产品基础上做了一些重要的改进。第二代ICE2PCS01/02的内部参考电压被调整到更低的3V,以确保精确的保护与控制水平。此外,ICE2PCS01/02的(工作电压Vcc)范围更宽,并改良了内部振荡器,增强了保护等功能,具体特点如下:
1.软启动
        当⑦脚的电压超过导通阈值(通常为11V)时,PFC就会启动。这里采用的是独特的软启动机制,输人电流保持正弦波形并逐渐增大,直到输出电压达到额定值的80%。这样,升压二极管在大电流情况下就不会承受较大的反向电压。
2.输入欠压保护
        ICE2PCS02最独特的新特性是增加了一个专用的输入欠压检测管脚VINS(④脚)。该脚通过检测经滤波后的输人电压分压来判断电压输入状态,如果④脚检测到的电压低于0.8V,那么芯片的输出将被关断。只有当④脚检测到的电压回升到1.5V时,芯片才会被重新唤醒。需要注意的是,在从欠压保护状态恢复时,芯片仍具备软启动特性。
3.开环保护
        为了保护输出,芯片还具备开环保护功能。只要VSENSE端(⑥脚)电压降到0.6V,即相当于输出电压降至额定电压的20%,就说明芯片处于开环状态(也就是说⑥脚没有与外部电路接通)。此时,在芯片内部一个阈值电压为0.6V的比较器作用下,芯片内的大多数模块都会被关断。
4.输出过压保护
        当输出电压超过额定电压的8%后,芯片的过压保护(OVP)电路就启动。过压保护是通过检测⑥脚上的电压相对于3.25V参考电压的差值来实现的。只要⑥脚上的电压超过3.25V,栅极信号就会被立刻关断。
5.软过流控制(SOC)和峰值电流限制
        当电流检测电路得到的电压幅度达到0.68V时,软过流控制(soC)电路就会启动。SOC是一种软控制方式,它不会直接关断栅极驱动,而是通过控制内部模块达到减小PWM占空比的目的。
        此外,芯片还提供一种周期性峰值电流限制(PCL)功能,该功能在电流检测电路测到的电压幅度达到1.04V时启动。该功能启动后,芯片的栅极输出会在300ns的消隐时间之后立刻关断。
6.芯片供电的欠压闭锁保护
        当芯片⑦脚(vcC)电压低于欠压闭锁阈值(通常为11V)时,芯片的栅极驱动会被内部电路拉低,从而将芯片的输出保持在关断状态。此时芯片只消耗200pA的电流。
7.增强的动态响应特性
         由于PFC固有的低带宽动态特性,在出现负载跳变的情况下,整流电路将无法快速提供足够的电流,从而导致输出电压陡增或陡降。为了解决PFC应用中存在的这一问题,英飞凌公司在该芯片中增强了动态响应性能。只要输出电压变化超过±5% ,芯片就会跳过慢补偿运放过程,而直接启用非线性增益模块,从而快速有效改变占空比。这样,输出电压就可以在短时间内得以恢复。
二、应用电路简析

        用于液晶彩电的力铭VLC82001.50型电源板采用ICE2PCS02作为PFC芯片,如图1所示。

        与传统PFC控制器不同的是,ICE2PCS02(U601 )开关频率是固定的65kHz,由芯片的内部振荡器提供,并且不需要外接正弦波参考信号。

        该电路中有两个控制环路,一个是电压环路,一个是电流环路。分压电阻R614~R616 和R610、R611检测到输出电压后,通过U601的⑥脚将其送至内部的误差放大器中,误差放大器的输出又用于控制内部电流环的电流。补偿网络C604、C605和R605构成误差放大器的外部电路,以便匹配各种负载条件,使IC601均能提供稳定的控制。
       为了使电路不错误地响应100Hz的纹波,电压环路补偿电路采用低带宽频技术,电流控制环采用平均电流模式。分流电阻R619和R620检测到电流后,通过R603及返回到U601③脚。U601内置一运算放大器对检测到的电流信号进行平均,然后送往栅极驱动电路的PWM发生器进行处理。内部运放对电流感应信号的平均过程是通过对②脚(ICOMP)外接电容C602的充放电实现的。
       芯片⑦脚供电来自副电源输出的VCC-PFC电压,并经R606和C606限流与滤波。U601的输出栅极驱动器采用了快速图腾柱栅极驱动,内置交叉传导电流保护装置和一个齐纳二极管,以避免外部晶体管过压损坏。栅极驱动电阻R607的作用是限制脉冲电流大小。