电子信息产业和现代家用电器的飞速发展为开关电源(SMPS)产品提供了广阔的市场。为使SMPS小型化，PWM与功率开关(MOSFET)组合IC及PFC/PWM组合IC应运而生，并且成为一种发展趋势。本文仅对以UCC18500家族为代表的PFC/PWM组合IC作重点介绍。

1. PFC/PWM组合IC发展状况 

    功率因数校正(PFC)控制器IC始于20世纪80年代中期，进入90年代后获得长足发展。以PFC控制器为中心的PFC预调整器被置于全波整流器和平滑滤波的中高压铝电解电容器之间，实际上构成了一个DC－DC变换器。传统的SMPS由于未采用PFC技术，AC输入电流谐波含量不能满足IEC555－2(修订版本)和IEC1000－3－2等标准要求，系统功率因数难以提高到0.7以上。新一代SMPS的研究焦点为抗谐波技术。解决这一课题的途径是采用有源滤波，也就是有源PFC方案。

    为减少元件数目，减小PCB板面积，使SMPS趋于小型化并减轻重量，集PFC与PWM控制器于同一芯片上的组合IC就倍受人们的青睐。在UCC18500家族BiCMOS PFC/PWM组合IC问世之前，微线性、线性技术和西门子等公司已经陆续推出一些此类二合一IC。

    其中，只有微线性公司于1999年年初推出的ML4803采用8脚封装，是目前引脚最少的PFC/PWM控制器。西门子公司生产的TDA1688也是1999年年初上市的产品，该IC可以组成不同模式的PFC拓扑，应用灵活性较大。表1列出的IC已在PC、彩电和监视器等产品的SMPS中获得应用。

2. UCC18500系列PFC/PWM组合控制器  

    UCC18500系列PFC/PWM组合控制器是新近推出的BiCMOS系列IC。

    UCC×8500/UCC×8502有一个较宽的PFC－UVLO门限(16V/10V)，适合于自举偏置电源工作，而UCC×8501/UCC×8503带有较窄的UVLO范围(10.5V/10V)，这对于固定偏置工作更加适宜。对于PWM级而言，UCC×8500/UCC×8501的UVLO门限范围较窄，而UCC×8502/UCC×8503则带有较宽的UVLO门限范围。 

    2.1 UCC18500系列PFC/PWM组合IC的内部结构及主要功能特点
    UCC18500家族BiCMOS组合IC主要包含平均电流型PFC控制器和峰值电流型PWM控制器两部分。PFC控制器主要由带7.5V参考的低失调电压放大器、宽电流范围的线性乘法器、带噪声衰结构的低失调电流放大器、PWM比较器、振荡器锁存器和大电流推拉式MOSFET栅极驱动器等部分组成，附加的功能包括过电压保护、零功率检测及峰值电流和功率限制。PWM控制器主要包含峰值电流限制比较器、电流检测比较器、软启动与占空比限制电路及栅极驱动器输出级等。 

    UCC18500家族PFC/PWM组合IC的主要特点有： 
    (1)利用平均电流型控制可对AC输入电流波形进行整形，以保持与AC输入电压的一致及获得接近于1的功率因数； 
    (2)利用峰值电流型控制可实现第二级DC－DC步降变换器的功率转换； 
    (3)为减少输出纹波电流，可采用Smart SyncTM技术进行前沿/后沿调制，从而使PFC与PWM开关之间的交迭达到最小；(4)具有AC输入电压前馈功能，在AC输入电压变化时可保持输入功率恒定，从而使AC输入电压范围可达85～265V。并且无需电源选择开关，适于全球市电电源供电要求； 
    (5)振荡器频率可由外接定时元件RT、CT编程确定(fOSC=0.725/(RTCT));；
    (6)启动电流小，第二级同步化软启动和第二级关闭可编程，在50％占空比下栅极驱动电流达1A。

    2.2 典型应用 
    用UCC38500作为PFC/PWM控制器的120W离线式SMPS电路，该SMPS的AC输入电压范围为85～260V，输出为12V/10A，线路功率因数达0.995以上，AC输入电流谐波畸变率TMD≤5％，在满载下的效率η≥95％。

    由UCC38500的PFC控制器及引脚18(IAC)、19(VFF)、17(MOUT)、3(VSESE)、16(ISENSE)、14(PKLMT)、2(RT)与5(CT)及12(GT1)脚上的外接元件和升压电感L1、PFC功率开关Q1、升压二极管D1等组成平均电流型连续传导械（CCM）PFC预变换器。R1为电流检测电阻，UCC38500的18脚用于检测AC输入电流，在19脚通过IAC流入外部的单极点滤波器产生一个AC输入电压前馈信号VFF。有源PFC升压变换器DC输出电压（385V）被U1的3脚检测，通过调节12脚（GT1）输出驱动PWM占空比，可保证PFC变换器DC输出电压的恒定。U1脚4通过检测PFC变换器DC输出电压和第二级输出驱动器电压来实现电压保护功能。U1脚14为PFC峰值为电流输入，用来完成PFC峰值电流的限制功能。

    R3一民C10为U1的VCC启动元件。只要PFC变换器开始工作，由L1的副绕组、D6与D7、C12与C20及R10等组成的泵电源即可为VCC脚提供工作电压和电流。

    U1的脚10（GT2）输出的占空比被限制在50%以下，该脚输出PWEM脉冲通过变压器T2耦合后用来驱动Q3、Q4开关。PFC变换器跟随的第二极DC－DC正向变换器通过T1进行隔离。次边DC输出电压经R28、R29和R30分压采样后输入到U2的脚7。经过U2内部的误差器后由脚3输出驱动信号，再经U3隔离放大，馈送到U1的脚7。通过调节U1输出的PWM占空比，可使SMPS的DC输出电压保持稳定。

    Q4源极串联电阻R25为电流检测元件，U1在接收到R25上的检测信号后，可实现第二级DC－DC变换器的峰值电流控制功能。