LLC 模拟及数字设计实例

摘要：预估效率 (Eff)92%，保守预估，输入电压范围：最小输入电压必须考虑保持时间

一、需求：输入电压：400Vdc（PFC 输出）-

输出：24V/8A (192W)-

保持时间要求：20ms-

PFC 输出电容：220uF

二、参数计算

1、预估效率 (Eff)92%，保守预估，输入电压范围：最小输入电压必须考虑保持时间

边界条件

2、选择 m，确定谐振网络的最大和最小压增益一般，m 取 3~7，如取5，此时谐振频率 (fo) 下的增益为 1.1~1.2，任何事都是权衡和折中，我可以取m=4

增益范围

3、确定匝比和折算等效阻抗Rac

4、确定谐振参数，利用mathcad画出增益/m和Q的曲线，考虑最高增益15%下的Q值，一般在0.3~0.5，太大增益太小，太小增益太尖，频率变化范围太大，矛盾中求平衡，妥协中求稳定。

谐振参数

5、设计变压器：

根据mathcad绘制增益频率需曲线，先通过增益最大，确定最小频率fmin，在磁选择变压器磁材，双向励磁B=0.4；选择合适磁芯，确定原边匝数，根据匝数比，副边取整，原边不得低于计算最小值；保证增益出的来。

磁芯/匝数

6、利用变压器漏感，双绕组隔离绕线，通过调气隙调出LP，Lr不用算了，直接绕了测就好了，Lr气隙有点影响，不大；

7、选择电容耐压，一般630V的就OK，而如在短路时超了，那就增大下电容，然后回算谐振腔参数和变压器参数，进行更新。一般还好。

电容耐压

8、其他二极管耐压和通流

9、选择模拟控制器，自冷200W以内 1800就可以，无散热用2100；

10、看芯片手册，看pin 功能和设置参数，保护参数，做on/OFF

过压，过流，过载，谐振OCP，过温

设置边界工作频率留有余量72K，最大工作频率140K，缓启动频率为最小频率的3倍

on/OFF

11、绘制LLC原理图

LLC 28V、8A

12绘制整体原理图

输入滤波，缓启，PFC电路，复制电源，外围on/off，多路输出过压锁死，上下电时序等电路，电路一般比较固定；设置相应参数，参考如下：

13、画板，走线，安规距离，散热，EMC考虑等，拿到板安装元件，局部小电压调试，示波器观察，然后发波正常，带小，中大载，避免上来炸鸡。

样板

14、后续数字化控制，交给deepseek输入如下，给出代码参考，修改完善，换成单片机，再调试完成，打样MCU，增加驱动器和反馈部分修改完善。

闭环LLC代码框架，基于STM32474 cube实现LLC闭环控制代码，满足特定的输入输出和保持时间要求。

需求：输入400Vdc（来自PFC输出），输出24V/8A（192W），保持时间20ms，PFC输出电容220uF。同时，给出的频率范围是最小72kHz，最大140kHz，缓启频率250kHz。

闭环控制需要采集输出电压和电流，通过PID或其他控制算法调整PWM频率，以维持稳定的输出。

代码结构：

硬件初始化：使用CubeMX配置时钟、高级定时器（PWM生成）、ADC（电压电流采样）、可能还有DAC或比较器用于保护电路。PWM配置：设置定时器为PWM模式，互补输出，死区时间，频率初始值250kHz。需要计算ARR和Prescaler的值，根据STM32的时钟频率。例如，假设主频为170MHz，定时器时钟为170MHz，则ARR = (时钟频率 / 目标频率) - 1。对于250kHz，ARR = (170MHz / 250kHz) -1 = 680 -1 = 679。但实际可能需要调整预分频器。ADC采样：配置ADC定期采样输出电压和电流，可能使用DMA进行连续采样，确保实时性。控制循环：在中断或主循环中读取ADC值，计算误差，运行PID算法，调整PWM频率。频率限制在72kHz到140kHz之间。软启动逻辑：在启动时，从250kHz逐渐降低到初始工作频率（比如140kHz），然后进入闭环控制。保护功能：过压、过流、过热保护，触发故障中断，关闭PWM输出。保持时间处理：监测输入电压，当检测到输入电压下降时，可能需要调整控制策略，比如快速提高频率以降低增益，维持输出电压，或者在输入掉电时切换到后备电源（如果有的话）。