一、方案核心特性
本方案采用CXAC85258高压谐振控制芯片，实现24V/400W工业级电源设计，兼具高性能与高可靠性：
1.1)宽输入电压：AC 180V~265V（±20%波动），适应电网不稳定场景。
1.2)精密输出：DC 24V±0.2V，负载调整率≤1%，电压调整率≤0.05%。
1.3)超高效率：92%（AC 265V满载时），静态功耗＜1.5W。
1.4)多重保护：过温/过流/短路保护，支持“打嗝模式”自动恢复。
1.5)紧凑设计：PCB尺寸仅217mm×45mm×23mm，节省空间。
二、关键技术参数详解
2.1.)电气性能（AC 220V输入）
2.2.1)AC 265V输入时效率最高：92%（满载400W）。
2.2.2)轻载性能优异：50W负载下效率＞89%，优于传统拓扑。
三、LLC谐振变换器工作原理
3.1) 核心优势
3.1.1)软开关技术：利用MOS管结电容、变压器漏感实现零电压开通（ZVS），降低开关损耗。
3.1.2)宽范围稳压：开关频率波动小，适应输入电压±20%波动。
3.2.)工作流程
3.2.1)方波发生器：50%占空比驱动MOS管（Q1/Q2），死区时间400ns。
3.2.2)谐振网络：由谐振电容（Cr）、漏感（Lr）、励磁电感（Lm）构成，将方波转为正弦电流。
3.3)半桥 LLC 谐振变换器，主要优点为
能在较宽的电源和负载波动范围内调节输出，而开关频率波动范围较小；
3.3.1) 在整个工作范围内，实现功率 MOS 管的零电压开通（ZVS）；
3.3.2) 所有电路固有的寄生参数均可以用于实现软开关，包括功率 MOS 管的结电容、变压
器 漏感与励磁电感。
控制部分采用半桥 LLC 谐振变换器专用芯片 CXAC85258，具有软启动、过流保护、短路保护、
过温保护、打嗝模式等功能。
LLC 谐振变换器主电路原理图与典型波形如图 4-1 所示。图中，Lm 指励磁电感，用作并联
电感，Lr 指串联谐振感，Cr 指谐振电容。谐振频率决定于 Lr 与 Cr 之间的谐振。由于励磁电感
相对较小，形成相当量的励磁电流（Im），在初级绕组续流，并不参与电能的传输。初级电流
(Ir)为励磁电流与次级电流反射到初级的电流之和。
半桥 LLC 谐振变换器主要包括 50%方波发生器、谐振网络和整流网络。
3.3.3) 方波发生器负责产生方波电压 Vd，通 过 50%占空比交替驱动开关管 Q1 和 Q2 来实现。
在连续切换中会引入一个较小的死区时间，本方案为典型值为 400ns。
3.3.4) 谐振网络包括一只电容 Cr、变压器漏感 Lr 和励磁电感 Lm。方波电压施加到谐振网络
上，也只有正弦电流容许流过该谐振网络。电流(Ir)滞后于施加到谐振网络上的电压(即
方波电压(Vd)的基波分量被施加到半桥的图腾柱上)，容 许 MOS 管零电压开通。如图 4-
1 典型波形所示，当 MOS 管电压两端电压为零时 MOS 管开通，此时电流流经反并联
二极管。
3.3.5) 整流器网络产生直流电压，采用整流器二极管和电容对交流电进行整流器。整流器网
络可以设计成带有容性输出滤波器的全波整流器桥或中心抽头配置。
图 4-1. 半桥 LLC 谐振变换器原理图与典型波形
四、CXAC85258芯片智能控制
4.1. 关键功能
4.1.1)软启动：开关频率从极限值逐步降低，抑制浪涌电流。CXAC85258 芯片提供了软启动功能。软启动的目的是避免启动电流过大。启动时，变换器的开关频率从一个启动极限频率逐步降低，直到被控制回路接管（反馈信号起作用）。
4.1.2)欠压保护：母线电压＜150V时待机，＞200V自动恢复。CXAC85258 芯片的 5 脚 BO 检测输入母线电压，当输入大电容的直流电压低于 150V 时，CXAC85258 进入待机模式；当输入大电容的直流电压大于 200V 时，CXAC85258 自动恢复工作，开启 PWM 输出。
4.1.3)过流保护：输出＞17A时，触发频率提升限流，持续过流进入打嗝模式。本方案最大输出电流为 17A。当输出电流＞17A 时，前级 CXAC85258-Fault 脚检测电压信号超过 1.05V，Itimer1 电流开始往故障计时器电容充电，同时软启动电容开始放电，以增加开关频率，从而限制了能量的传输，实现过流保护的功能。如果持续过流，电源将进入间歇性打嗝模式。
4.1.4)短路保护：输出短路时，1.5V检测信号触发脉冲关断，1V阈值自动重启。当输出正负极短路时，CXAC85258-Isen 脚检测电压信号超过 1.5V，Itimer2 电流开始往故障计时器电容快速充电，当定时器 Ctimer 引脚电压大于 4V 时，关闭脉冲输出。Ctimer 引脚上的电容通过外部电阻放电，电容电压放电到 1V，重新开启软启动。如果持续短路，电源将进入间歇性打嗝模式。
五、关键元器件选型指南
5.1) 电容选型
5.1.1)输入电容（C1/C2）：100μF/400V电解电容，要求低ESR、高频特性。
5.1.2)输出电容（C20/C21）：1000μF/35V电解电容，降低纹波。
5.1.3)谐振电容（C16）：82nF/630V薄膜电容，耐高压低损耗。
C1、C2 为输入电容，C20、C21 为输出电容，这 4 个电容特性对整机的转换效率有明显影响，所以要选
择高频低内阻的电容，以提高效率。
5.2)MOS管（Q1/Q2）
5.2.1)型号：20N60（20A/600V）。
5.2.2)优化点：选择低内阻、小结电容型号，门极电阻可调抑制尖峰。
Q1、Q2 这 2 个 MOS 管特性对整机的转换效率有明显影响，所以要选择导通内阻小，以及结电容（Ciss、
Coss、Crss）小的 MOS 管。
在调试时，注意 MOS 管的开关毛刺尖峰，如果尖峰过大，可以将 MOS 管门级电阻改大。
5.3. 变压器（T1）定制工艺
5.3.2)磁芯：EQ4020（PC40材质），立式6+6骨架。
5.3.3)绕制规范：
5.3.3.1)初级（Np）：80股φ0.1mm线，11匝密绕。
5.3.3.2)次级（Ns1/Ns2）：100股φ0.2mm线，双2匝绕组。
5.3.3.3)绝缘耐压：初级-次级耐压2500V AC，漏电流＜2mA。
5.3.4)绕线图
5.3.5)绕线数据
5.4. 谐振电感（L3）
5.4.1)电感量：＞35μH（PQ2014磁芯，磨气隙调节）。
5.4.2)绕制：80股φ0.1mm线，15匝满层绕制。
5.4.3)绕线图
5.4.4)绕线数据
5.5)方案板元器件列表BOM
六、PCB设计与测试验证
6.1. 布局要点
6.1.1)功率地与信号地分离，减少干扰。
6.1.2)谐振回路路径最短化，降低寄生参数影响。
6.2. 实测波形
6.2.1)软启动：频率平滑下降，无电流冲击。
6.2.2)满载波形：初级电流正弦度高，MOS管实现ZVS。
6.2.3)瞬态响应：0A↔17A负载切换，输出电压波动＜0.5%。
6.3.PCB 板图
6.3.1) 器件位号图
6.3.2) Top层走线图
6.3.3)Bottom层走线图
七、方案原理图
八.典型波形
8.1）软启动波形：测试条件：输入 AC 220V/50Hz，输出 24V17A。
8.2）满载条件下输出电压波形与初级电流波形 ：测试条件：输入 AC 220V/50Hz，输出 24V17A。
8.3）负载瞬态响应：
8.3.2）测试条件：输入 AC 220V/50Hz，输出负载 17A to 0A。
8.4）过流保护 测试条件：输入 AC 220V/50Hz，输出 24V20A。 
8.5）短路保护 测试条件：输入 AC 220V/50Hz，输出短路。 
九、典型应用场景
适用于工业自动化设备、通信基站、医疗仪器等需24V稳定供电的领域，尤其适合对效率、体积有严苛要求的场景。
方案价值总结：
以CXAC85258为核心的LLC谐振方案，通过软开关技术、精密保护机制及紧凑布局，实现92%超高效率与±0.2V电压精度，为工业电源设计提供可靠参考。
