电动自行车充电器 LLC 谐振电源手记
用 MPS 的 LLC 工具整了一个 400V 输入转 24V/4A 的电源方案
需求来源
最近在搞电动自行车的充电器改造，原来的方案用的是反激式，效率不太行，发热也大。就想换个 LLC 方案试试，效率能高一些。
目标很明确：
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输入：360V ~ 410V DC（从电池组直接取电）
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输出：40V / 10A
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功率：400W
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效率目标：> 93%
为什么选 LLC？简单说就是效率高、EMI 好、功率密度大。特别是这种固定输入电压的应用，LLC 比反激有优势。
参数规划
先把基本参数敲定：
输入电压: 360V ~ 410V DC
输出电压: 40V
输出电流: 10A
开关频率: 50kHz
过载能力: 10%
设计过程
第一步：匝比计算
工具自动算出匝比 n = 4，这个是按照输出电压和反射电压算出来的，没问题。
同时给出了励磁电感的建议范围：
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Mg_max ≈ 1.99
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Mg_min ≈ 0.84
这个范围比较合理，说明频率可调节空间足够。
第二步：选择 Ln 和 Q
在增益曲线图上选了以下参数：
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Ln = 4 （励磁电感与谐振电感比值）
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Q = 0.26 （品质因数）
这个组合是在曲线上试出来的，既要保证增益够用，又不能太激进。
第三步：看增益曲线
选完参数后，增益曲线出来了。可以看到：
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在不同输入电压下，增益曲线都能覆盖
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工作频率范围：35kHz ~ 150kHz
频率范围挺宽的，说明这个设计在输入电压变化时能很好地适应。不过 200kHz 接近上限，实际用的时候要留点余量。
最终参数
| 参数 | 数值 |
|------|------|
| 谐振电感 Lr | 67 μH |
| 谐振电容 Cr | 151 nF |
| 励磁电感 Lm | 268 μH |
| 匝比 n | 5 |
| 频率范围 | 35kHz ~ 150kHz |
| 初级电流 RMS | 3.45 A |
| 次级电流 RMS | 8.10 A |
实际验证
板子打回来后，实测数据如下：
| 项目 | 实测 | 仿真 |
|------|------|------|
| 效率 | 91.8% | 93.5% |
| 谐振频率 | 49kHz | 50kHz |
| 初级 MOS 温度 | 58°C | 50°C |
| 次级二极管温度 | 65°C | 55°C |
效率比预期低一点，可能是因为用的磁芯不是最理想的。频率比预设低 1kHz，也在合理范围内。
温升比仿真高，可能是因为散热没做好，后续需要改进。
工具配置流程
总结
整体用下来，MPS 这个 LLC 工具还是挺好用的：
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固定输入很省心：不用纠结宽压的问题，参数很快就出来了。
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曲线很直观：增益曲线、Ln/Q 选型都很清晰，新手也能上手。
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但仿真归仿真：实测还是会有偏差，特别是效率这一块，可能跟磁芯、PCB 布局都有关系。
后续打算换成低损耗的磁芯试试，看能不能把效率提到 93% 以上。