出来工作也快一年（到7月份）了，在公司也没有什么项目做，上班除了学习还是学习，偶尔帮忙搞搞测试。当然了，像我这种爱动手的人是闲不住的，所以只能自己找事情做了。由于家里在使用12V的充电机充电蓄电池，所以准备做一款充电机。

其设计规格如下：

输入：90~264Vac(50~60Hz)

充电机输出：10~14Vdc@20A（恒压&恒流）

目标效率：92%

初定充电机充电方案如下：

主功率: 采用UCC28019+L6599+TEA1995+AP4310

辅助充电机：采用SD6863+TL431

这里要说明一下，为什么把标题定义为“经典的充电机充电电路LLC半桥充电机制作”，主要是因为采用L6599作为主控；我也是刚毕业不久的新手，接触充电机充电电路LLC也不久，了解的也不是很多；但是，有关充电机充电电路LLC的相关资料，更多的是以L6599（L6598也有）作为讲解，所以称为“经典充电机充电电路LLC”；当然了，也可以用SG3525、TL494来制作充电机充电电路LLC，相对复杂了些，要有一定的功底才能搞得定。

其实，做这个充电机的想法，在年前就有了，就是一直没有对手而已，现在趁着“我是工程师第三季”这活动，准备制作；当然了，还是那句话“个人认为，要制作一款充电机，首先的有个外壳”；这样的话，才能有个约束，也就是充电机充电PCB的大小，不然板子的大小不好确定，再一个就是，做好了，再去找外壳，是比较费劲的。

在公司找到的一个1U的通信充电机外壳，其规格是15cm*12.5cm*4cm；原来该外壳

的充电机是225W的功率，这次用来做280W应该也还可以，到时候以实测温升为准。

第二版的充电机充电PCB图，这次保留了原档，和充电机充电PCB板子一一对应。

AC输入部分，采用了两级差模、共模滤波，emi调试的时候会好一点；压敏

电阻、热敏电阻以及放电电阻都加上了，同时放电管也加上了；唯一不足的是，

热敏电阻那没有加继电器，看后续是否加入。

PFC部分，采用UCC28019为主控CCM模式的PFC；用了两个TO-220封装MOS并联，于是采用了一级图腾扩流推MOS；大电容采用了180UF/450V，做280W有余了；主电感准备使用磁环绕制。

辅助充电机部分，采用士兰微公司的SD6863，该芯片集成了MOS管，做12W没有问题；两路充电机输出，一路给原边供电，一路给副边供电；原边采用了性线稳压。

该充电机充电电路设计以L6599为主控搭建的充电机充电电路LLC半桥充电机充电电路设计；L6599使用的是标准的配置充电机充电电路设计；次级充电机输出采用了小板直插式的SR充电机充电电路设计；等后续调试板子的时候在慢慢聊其工作原理及现象和波形图。

该充电机充电电路设计采用AP4310设计的一个恒压恒流双环反馈；主要利用了AP4310集成基准和两个运放，这样相对TL431和LM358来搭建，充电机充电电路设计就有所简化了；其原理就不多说了，就是充电机充电电压环一个运放，电流环一个运放。

该风扇控制充电机充电电路设计比较简单了；采用一个PNP管和一个NTC搭建的一个控制充电机充电电路设计；其工作原理是：在TR3受温度影响时，其阻值下降，使Q4的B基充电机充电电压下降，使Q4开通，这样风扇就开始工作。

漏了同步整流的原理图了，在这里补上；TEA1995每边驱动3个MOS。

充电机充电PCB在2月中旬就已经画完了第一版（V_2.1_充电机充电PCB）了；现在才发帖，遗憾的是，源充电机充电PCB工程已经改动了，所以在这只能贴出当时打样导出来的Geb文件了，有些模糊，将就看看吧；下一版就有高清图了。充电机充电PCB的大小为12.6*11.8cm，是根据外壳来定的板形；从布局来看，左下角是次级；左上角是辅助充电机；上边是EMI；右边是PFC；中间是充电机充电电路LLC部分。

这两个图层分别是顶层和顶层丝印

这两个图层分别是低层和低层丝印

目前看到的这个板子是SR小板，充电机输出同步整流小板；TEA1995为主控，每边3个MOS并联。

板子大小4*3.4cm；同样采用双面板设计。

主功率板；相比上面发的Geb文件看起来要清晰、好看多了；做的板子质量不错，遗憾的是元器件封装外框的线用的太细（0.15mm）了，所以看起来不怎么清晰；下一版准备改为0.2mm的。

这是正反面的合照。

这是同步整流的小板；遗憾的是小板的封装用的有点大了，还有就是金手指也大了点。

准备开始焊接板子，新从贴片焊起；需要一边找元器件一边焊接，所以这是一个漫长的过程，是比较需要耐心的。

一晚上两个多小时就焊了这么多，眼睛都看花了。

经过又一次的折腾，终于把贴片搞定了；这是在洗了板子后拍的照片，看着干净；接下来就是焊插针了。

插件（有的采用拆机件）也基本焊接完毕，就差一个变压器了；周末抽空绕一个变压器；想到变压器就是一个头疼的问题，所以决定先计算一遍，再进行绕制，这样心里才有数，免得走弯路。

这是同步整流小板；采用TEA1995为主控，低边整流，每边采用3个MOS并联。

不同角度来一张，看着还不错，就是不知道能不能开机；开机先不说，开机会不会炸机，这是个问题；决定有空先把PFC和辅助充电机调下先，变压器的绕制先放放。

在还没有上电开机前，还是先来回顾一下理论和芯片资料吧，这样调起机来，才心里有数，才会得心应手，不然一头雾水。

UCC28019­是一款8引脚的连续导电模式（CCM）控制器，该器件具有宽泛的通用输入范围，适用于100W至2kW以上的功率变换器。有源功率因数校正控制器UCC28019使用Boost拓扑结构，工作于电流连续导电模式。可以通过调整VSENSE脚的充电机充电电压低于0.77V而使系统工作于低功耗待机模式。开关频率可以控制在±5%的精度，可以为外部开关管提供快速1.5A峰值栅极驱动电流。

   (1)  UCC28019的特点：

    ① 不需要对电网充电机充电电压进行检测，减少了外围元器件；

    ② 宽范围的通用交流输入充电机充电电压；

    ③ 65kHz的固定开关频率；

    ④ 最大占空比达97%；

    ⑤ 充电机输出过压、欠压保护，输入掉电保护；

    ⑥ 单周峰值电流限制；

    ⑦ 开环保护；

    ⑧ 低功耗待机模式；

要注意的是6脚（VSENSE）上的电容要注意一下取值，会影响到充电机充电电压的稳定；还有就是其基准是5V，而不是2.5V，计算的时候要注意一下；还有就是3脚（ISENSE）上串联的电阻，最好使用推荐的220欧。

L6599，ST公司推出的一款经典的充电机充电电路LLC控制芯片；内部集成了自举充电机充电电路设计；要注意一下的是驱动电流的大小。

L6599的内部框图，在设计时要注意一下芯片的4/5脚以及1脚的配置，后续会详细的计算该参数。

1.较宽的供电范围：4.5V-38V

2.SO8 封装里集成了二个同步整流控制器，适合充电机充电电路LLC 谐振变换器

3.适合多个充电机输出绕组反激变换器同步整流

4.支持5V 操作，所以可以选择逻辑电平的同步整流MOSFET 开关管

5.每个同步MOS 管采用的是差分输入检测，包括漏极和源极充电机充电电压

TEA1995T 有额外的源极检测引脚(SSA/SSB)。用来检测同步整流MOSFET 的漏源极充电机充电电压。源极检测引脚必须尽量靠近MOSFET 的源极。这样可以减少由于寄生电感以及大的di/dt 导致的充电机充电电压误差。

这是辅助充电机的变压器，其型号是EE19；使用的是两排引脚加宽的骨架，不是标准的那种。变压器的参数设计，后续会更新；这里先把绕制的过程讲解下。有什么不对的，还请各位师傅各抒己见。

首先绕制的是N1层，也就是屏蔽层；采用0.18mm*2双线并绕，挂在5脚上开始；顺时针密绕。

绕满一层结束，然后包上1层的胶带；要注意的是结束端是直接包扎在里面的，不要散出来了。

N2层，一次侧主功率绕组；从3脚开始，4脚结束；N2层一共96Ts，分3层绕制，每层32Ts；顺时针，密绕

N2绕组结束的时候，先贴一层胶布，不要剪短胶布，然后将结束线头折回去，再贴一层胶布即可

N3层，VCC绕组22Ts；从1脚开始，采用0.25mm*2双线并绕。

绕组结束后，也先贴一层胶布，然后将线折回去挂在2脚上，再贴一层胶布即可。

N4层，二次侧，充电机输出主功率绕组；采用0.6mm的三层绝缘线绕制20Ts；从变压器顶部回绕，密绕。

要注意的是，开始绕的时候要把套管先套上去；绕完后，贴一层胶布。

N5层，一次侧主绕组剩下的部分（采用三明治绕法）；从4脚开始，5脚结束。

将引脚整理好，并上锡焊接好。

使用电桥进行电感量的调节；电桥设置为1K/0.25V。

通过磨磁芯中柱，将电感量调节到1.4--1.5mH即可。

漏感测试，将二次侧的绕组短路，测试即可。

绕的不怎么好，漏感稍微大了点；如果能控制在80uh之下就更好了。

刚接触充电机充电电路LLC不久，还是先来学习下原理，然后再进行实战；这样调起机子来，会少走一些弯路，得心应手一些。

一.充电机充电电路LLC半桥工作原理

1.充电机充电电路LLC串联谐振原理简图

原理分析:

从上图中，其原理是当Q1导通时，通过激磁电感和谐振电感给以谐振方式给电容充电机，向副边传输能量，此时DR1导通，当谐振电流的变化等于谐振电流的值时，DR1零电流关断，由于此时谐振回路为Lp、Lr、Cr组成的谐振回路，谐振电流变化很小，Q1会硬关断，这时适当的选择激磁电感的大小，会降低Q1的关断损耗，在此同时，由于Q1关断，Lp两端充电机充电电压反向，电流通过Q2体内二极管流通，这时如果Q2导通，即MOS实现ZVS。Q1的ZVS类似上面的分析。

2.简化模型如下:(Rac为副边折算到原边的阻抗）

通过对模型的简化，我们可以推测充电机充电电压增益的方程式：

二.充电机充电电路LLC参数设计与计算

充电机充电电路LLC设计主要关联K、Q、n三个因素，下面展开其进行设计计算：

1.Q值的选取，由于在目前的设计中，Q值的选取没有一个定性的设计值，建议选小于１;

2.K的选取，K值的经验值取3-6之间;

3.n的选取，依据公式：

充电机充电电路LLC工作状态图参照如下曲线：

初级采用0.7的三层绝缘线绕制39T。

尽量要绕制的紧和平整。

绕完后，包好胶带。

先将次级的铜线准备好；这里采用0.1*170的两根为一段的整流充电机输出，两个整流MOS就要用到.1*170*4根；两两并绕，也就是4更并绕。

固定好开始端，就可以开始绕线了，设计是2T。

绕完3T后，先包2T胶带，再进行线头整理，避免散开。

然后将并绕的其中一根（一根等于0.1*170*2）和另外一根首尾相连作

为公共端，剩下的两个线头作为各自的整流前端。

整理引脚，然后进行上锡，进行电感量的测量和调试。

焊接一小段焊锡，主要是为了短接，用来测试漏感的。

主电感测试；根据设计电感量在650UH左右；通过磨磁芯中柱来调节感值。

漏感测试；计算的漏感是115uh左右，由于工艺的问题，稍微偏大了一点；后续再做优化。

由于焊接变压器后没有拍照了，就来这张测试时候拍的照片吧；这是安装完成后的裸板；部分采用拆机件。

焊接好变压器和同步整流小板后，就开始给板子上电测试了；最激动人心的

时刻到了，两眼睛死死的盯着功率计，在按下开关（90Vac）的时候，看到功率

计功率突然出现大功率，马上就关掉了；看看了看板子，量了下，也没有发现

什么异常；对大电容放电，发现时间持续的比较久，说明充电机充电电压充的够高了；于是

再次上电，其实功率大了一下就小下去了，原来是在给BULK电容充电机。

先说明一下，在最开始上电时，充电机充电电路LLC的芯片是没有供电的；先测试PFC和辅助

充电机部分，PFC部分没有什么问题；于是就把充电机充电电路LLC芯片供电接上，再次开机；预料之外的事情发生了，并没有充电机输出。

于是就有了上面这张图；将同步整流拆除，换成二极管，开机故障依旧，说明

有可能故障不在这；继续找对策，将AP4310供电拆掉，直接找来一个适配器的电

源，采用它的TL431反馈部分；上电开机，嘿，有充电机输出了；基本可以判断，是反馈部分的问题了。

通过对原理图分析，发现少了红色圈那的电阻（第一版的原理图是没有画

这个电阻的）；都怪太粗心大意了，对AP4310的外围不太熟悉，所以在设计

充电机充电电路设计之前，一定要弄懂，读透资料，这样才不会走一些弯路；加上这个电阻后，

开机就有充电机输出了；其原因是，AP4310里面集成2.5v的基准，在启动的瞬间，只

有给该脚一个电流，其基准才能建立；所以，没有这个电阻开机没有充电机输出就是

该基准没有建立。

直接在VCC上焊接一个贴片电阻，飞线过去（图中黄色线）。

将二极管换成40100的两个并联；继续带载调试。

带载15A，充电机输出充电机充电电压下掉0.3V左右，还是比较正常的；但是，再继续加载就不正常了。

带载到16A时就开始一直往下掉了，17A的时候就掉到13.4V了。

在继续加载到20A的时候就下掉到13.4v了；经过初步测量判断，是变压器的匝比不怎么合适，将PFC充电机充电电压上调20V，满载20A的时候充电机充电电压在13.6V左右。后续还要优化谐振腔。

第二版的充电机充电PCB回来了，其主要变化是将SR小板取消了，直接集成到主板上来了；

这样既降低了阻抗，也提高了可靠性；同时也降低了充电机充电PCB打样的成本费；SR部分

的MOS采用TO-220封装的两个并联使用。

拿到板子后，就开始焊接贴片了；由于懒得去找元件，就将第一版上的元件

移了过来，所以第一版的机子基本没有了。

焊接用了两个旁晚，白天上班，只有晚上又时间；目前就还有变压器和谐振

电容没有安装了，因为这两个需要优化一下参数；也就是漏感和谐振电容的搭配，目前变压器的计算及设计也在敲公式写了，后续会放出来，和大家一起分享，毕竟这也是我学习充电机充电电路LLC的一部分，还希望大家多多指导。

最近有点忙，所以都没有怎么更新了，今晚把变压器焊接好了，明天

找个机会上电调试看看；这次谐振电容采用了33nF(333)，漏感在70uH左右，

希望有所改善。