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【首測】TEA19161+TEA19162 CBC電流模式LLC

上次11月11日NXP在深圳的會議上了解到NXP的LLC控制器TEA1916系列,因為之前測試過各種方案的LLC DEMO,當時對這款IC的性能還有些懷疑,會后針對幾個比較關心的方案性能問題和NXP的工程師進行了詳細的交流。

得出的結論是:

TEA1916系列IC可以實現1個周期的動態響應,而且是在Burst mode也可以實現這樣快速的動態響應,同時具備超低的待機功耗。

當然,由于是電流模式,輸出的工頻紋波也是沒有的,同時TEA1916系列的開關噪音更小。

這幾點是我個人比較關心的,這或許是CBC帶來的好處,也是電壓模式LLC應用上經常被大家吐槽的吧,更多的特性還等大家去試驗。

話不多說,會議當天我就申請了一款DEMO回來測試,由于最近有點小忙,再加上另外一個帖子正在更新中(【活久見】都OUT了吧——數字電源玩的就是任性!),所以這款很理想化的LLC方案現在才分享給大家。


上圖:


_T_08487



開箱:


_T_08488



說明書:


_T_08490


從說明書中可以看出這款DEMO的基本規格參數:

輸入:AC90~264V 47~63Hz

輸出:DC12V/20A/240W

待機功耗:<60mW @230V/50Hz

平均效率:91.8%

。。。。。。



_T_08491


全新還未開苞的。



_T_08492


DEMO正面。



_T_08493


DEMO背面


。。。。。。。未完,待續。。。。。。。

(稍后更新DEMO的主要元件細節和參數)

全部回復(87)
正序查看
倒序查看
2016-11-24 13:37

沙發,待續

0
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2016-11-24 13:41
等待測試結果...
0
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2016-11-24 13:45
@qinzutaim
等待測試結果...[圖片]
希望先測試哪些性能呢?
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2016-11-24 13:49
@javike
希望先測試哪些性能呢?
希望先點評它的用料及器件參數。
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2016-11-24 13:58
@javike
希望先測試哪些性能呢?
如果芯片有電流特性,當然測試大范圍動態負載啊,看看動態時各點波形.
0
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2016-11-24 14:11
@javike
希望先測試哪些性能呢?
元器件應力波形可靠性
0
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2016-11-24 15:42

用過1716的飄過,當時有個頻率上限值和下限值限制,頻率不能做到很寬,不知道這個1916是否也是一樣的?

0
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ethanwey
LV.3
9
2016-11-24 16:51
好多SMD 0R
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guang盧
LV.7
10
2016-11-24 17:17
哈哈,占個座位期待其他參數??!
0
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ruohan
LV.9
11
2016-11-24 19:10
@guang盧
哈哈,占個座位期待其他參數??!

PFC是不是CCM的嗎,

12V20A  帶同步,91 %的效率,不是很高啊,,

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2016-11-25 21:09
@chrisma2005
希望先點評它的用料及器件參數。
好吧,接下來就上主要元件的特寫和參數。
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2016-11-25 21:09
@ruohan
PFC是不是CCM的嗎,12V20A 帶同步,91%的效率,不是很高啊,,
平均效率一般也就差不多吧
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2016-11-25 21:11
@417zhouge
用過1716的飄過,當時有個頻率上限值和下限值限制,頻率不能做到很寬,不知道這個1916是否也是一樣的?
LLC貌似都得限制吧
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2016-11-25 21:11
@qinzutaim
如果芯片有電流特性,當然測試大范圍動態負載啊,看看動態時各點波形.
后面會測各種情況下的動態響應。
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2016-11-25 21:12
@dh18688703608
元器件應力波形可靠性
這個貌似不完全取決于方案吧
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2016-11-27 19:14
@javike
LLC貌似都得限制吧

限制是需要的,比如頻率想從50-400k,但是做不到,只能50-300k,或者70-400k就比較難受。

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zvszcs
LV.12
18
2016-11-28 08:55
這個是恒壓電源不錯,直接測試短路狀態
0
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2016-11-28 09:24

關注

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2016-11-28 12:19

。。。。。。上接第1帖。。。。。。


來幾張細節特寫:

TEA1916系列包括TEA19161和TEA19162 兩顆IC





TEA1916A為LLC控制器,TEA19162為APFC控制器。


正如標題【首測】,我也沒有拿到關于這個DEMO的任何資料,但幾經搜索,找到了點關于IC的介紹:







除了規格書,就這點資料了。

最后這圖大概也許可能好像是這款DEMO的曲線,因為功率差不多是的。哈哈哈



同步整流IC

 2格TO-220的焊盤空著,用的2顆SO-8的MOSFET FET,輸出20A啊。。。。有沒有小小的嚇著!!!



APFC開關管

最近總是在各種電源上看到英飛凌P6系列MOSFET的身影。



LLC 開關管

寶刀未老的C3系列



諧振電容,MKP的哦



問題來了:

這2個電感居然是并聯的,確定不是正負端各1個的哦。

為什么呢?這樣用有什么優勢,別告訴我是為了消耗庫存哦,哈哈哈。


附上相關資料:

TEA19161T規格書(LLC控制器):TEA19161T.pdf

TEA19162T規格書(APFC控制器):TEA19162T.pdf


TEA1995T規格書(同步整流控制器):TEA1995T.pdf


PSMN1R8-40YLC規格書(同步整流MOSFET):PSMN1R8-40YLC.pdf


。。。。。。。下接第27帖。。。。。。

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2016-11-28 17:24
@javike
。。。。。。上接第1帖。。。。。。來幾張細節特寫:TEA1916系列包括TEA19161和TEA19162兩顆IC[圖片][圖片]TEA1916A為LLC控制器,TEA19162為APFC控制器。正如標題【首測】,我也沒有拿到關于這個DEMO的任何資料,但幾經搜索,找到了點關于IC的介紹:[圖片][圖片][圖片][圖片]除了規格書,就這點資料了。最后這圖大概也許可能好像是這款DEMO的曲線,因為功率差不多是的。哈哈哈[圖片]同步整流IC 2格TO-220的焊盤空著,用的2顆SO-8的MOSFETFET,輸出20A啊。。。。有沒有小小的嚇著!?。圖片]APFC開關管最近總是在各種電源上看到英飛凌P6系列MOSFET的身影。[圖片]LLC開關管寶刀未老的C3系列[圖片]諧振電容,MKP的哦[圖片]問題來了:這2個電感居然是并聯的,確定不是正負端各1個的哦。為什么呢?這樣用有什么優勢,別告訴我是為了消耗庫存哦,哈哈哈。附上相關資料:TEA19161T規格書(LLC控制器):TEA19161T.pdfTEA19162T規格書(APFC控制器):TEA19162T.pdfTEA1995T規格書(同步整流控制器):TEA1995T.pdfPSMN1R8-40YLC規格書(同步整流MOSFET):PSMN1R8-40YLC.pdf。。。。。。。下接第27帖。。。。。。

電感用2個并聯比較好看,如果能測試傳導或者輻射的話,可以試試短1個或者短2個看有什么影響。

輸出整流不用大封裝,這個,不太好理解。

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2016-11-28 17:25
@417zhouge
電感用2個并聯比較好看[圖片],如果能測試傳導或者輻射的話,可以試試短1個或者短2個看有什么影響。輸出整流不用大封裝,這個,不太好理解。

短1個和短2個有區別?并聯的啊。。。

應該是小的夠用吧

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2016-11-28 17:31
@javike
短1個和短2個有區別?并聯的啊。。。應該是小的夠用吧

大意了,寫錯,要拆掉一個才能知道。

當然,如果有原廠的AE解釋,那是最好的。

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米老鼠
LV.8
24
2016-11-29 09:43

來頂帖

說說為什么431的陽極不直接接地,要串一個小電阻再接地

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2016-11-29 11:08
j版呀  再更點  
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2016-11-29 14:34
@米老鼠
來頂帖[圖片]說說為什么431的陽極不直接接地,要串一個小電阻再接地
哪里看到的?
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2016-11-29 15:38

。。。。。。上接第20帖。。。。。。


效率測試:



本來想測下待機功耗的,結果。。。。。。


功率計不給力,待機功耗測不到


說明:

1. K2700 采用MX+B功能通過采集外置0.5級分流器的壓降轉換電流顯示監測輸出電流。

2. AG34401A檢測DEMO輸出電壓。

3. HP3440A檢測APFC輸出母線電壓。

4. 8713B1檢測輸入功率、PF值、電壓、電流。

5. PLZ1003W帶載。



輸入90V滿載:

效率=12.1788*20.00279/274.6=88.7145%



輸入100V滿載:

效率=12.1806*20.00768/272.6=89.4004%



輸入240V滿載:

效率=12.1819*20.01203/265.1=91.9595%



輸入264V滿載:

效率=12.1826*20.01318/264.6=92.1438%


34401A的電壓檔內阻為10M歐姆:

APFC輸出母線按390V計算疊加功耗為:390*390/10000000=0.01521W

DEMO輸出12V疊加功耗為:12*12/10000000=0.0000144W

如果減去這個疊加的損耗,以上測試的效率會再高0.5%

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米老鼠
LV.8
28
2016-11-29 18:14
@javike
哪里看到的?
圖上啊,應該我沒看錯
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2016-11-30 16:20
@米老鼠
圖上啊,應該我沒看錯
呃。。。
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2016-11-30 17:49
@javike
。。。。。。上接第20帖。。。。。。效率測試:[圖片]本來想測下待機功耗的,結果。。。。。。[圖片][圖片]功率計不給力,待機功耗測不到說明:1.K2700采用MX+B功能通過采集外置0.5級分流器的壓降轉換電流顯示監測輸出電流。2.AG34401A檢測DEMO輸出電壓。3.HP3440A檢測APFC輸出母線電壓。4.8713B1檢測輸入功率、PF值、電壓、電流。5.PLZ1003W帶載。[圖片]輸入90V滿載:效率=12.1788*20.00279/274.6=88.7145%[圖片]輸入100V滿載:效率=12.1806*20.00768/272.6=89.4004%[圖片]輸入240V滿載:效率=12.1819*20.01203/265.1=91.9595%[圖片]輸入264V滿載:效率=12.1826*20.01318/264.6=92.1438%34401A的電壓檔內阻為10M歐姆:APFC輸出母線按390V計算疊加功耗為:390*390/10000000=0.01521WDEMO輸出12V疊加功耗為:12*12/10000000=0.0000144W如果減去這個疊加的損耗,以上測試的效率會再高0.5%

接下來測試波形。。。


首先測試下輸出紋波:


300M帶寬全開時的輸出電壓和電流紋波。

電壓紋波為:0.212/12=1.7667%

電流紋波為:0.072/20=0.3600%


值得驚喜的是:

在5mS的大時基和2GSa/s的高采樣率下,輸出電流沒有工頻紋波。


放大看看細節:


LLC固有的開關噪音還是存在,但已經很小很小了。


帶寬限制到20M再看看:


帶寬限制到20M以后,紋波明顯減小了很多。

電壓紋波為:0.116/12=0.9667%

電流紋波為:0.0472/20=0.236%


將幅值檔位加大1倍獲得更精細的細節:


此時測得的紋波更小一點,或許是檔位的誤差吧,不過一般更精細的檔位精度更高??纯创藭r的紋波:

電壓紋波為:0.114/12=0.95%

電流紋波為:0.0436/20=0.218%


放大看看細節:


電流紋波上的開關噪音基本看不到了。


不知道給LLC增加一顆儲能電感會不會完全抑制掉這個開關噪音,這個就期待大家去嘗試了。


。。。。。。未完,待續。。。。。。

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2016-12-01 14:21
@javike
接下來測試波形。。。首先測試下輸出紋波:[圖片]300M帶寬全開時的輸出電壓和電流紋波。電壓紋波為:0.212/12=1.7667%電流紋波為:0.072/20=0.3600%值得驚喜的是:在5mS的大時基和2GSa/s的高采樣率下,輸出電流沒有工頻紋波。放大看看細節:[圖片]LLC固有的開關噪音還是存在,但已經很小很小了。帶寬限制到20M再看看:[圖片]帶寬限制到20M以后,紋波明顯減小了很多。電壓紋波為:0.116/12=0.9667%電流紋波為:0.0472/20=0.236%將幅值檔位加大1倍獲得更精細的細節:[圖片]此時測得的紋波更小一點,或許是檔位的誤差吧,不過一般更精細的檔位精度更高??纯创藭r的紋波:電壓紋波為:0.114/12=0.95%電流紋波為:0.0436/20=0.218%放大看看細節:[圖片]電流紋波上的開關噪音基本看不到了。不知道給LLC增加一顆儲能電感會不會完全抑制掉這個開關噪音,這個就期待大家去嘗試了。。。。。。。未完,待續。。。。。。

接下了測試波形:

首先是空載開機LLC部分的波形:

說明:

1通道(黃色):測試下管驅動電壓VGS波形

2通道(粉色):測試上管驅動電壓VGS波形

3通道(藍色):測試輸出電壓Vout波形

4通道(綠色):測試輸出電流Iout波形

從波形圖中可以看出,開機后輸出電壓是步進式遞增爬升,當輸出電壓達到4V左右時,直接攀升至12V額定輸出。

同時,下管的驅動電壓幾乎是一直保持高電平輸出的。

當然,是幾乎,實際并不是這樣,不然輸出電壓怎么會升呢。


下面展開看看各個細節:

為了不占用過多的篇幅,這張細節圖特地按示波器約1:1輸出分辨率陣列,分辨率為2560*1600,可以點擊放大查看。

從圖中可以看出各個關鍵時段的動作波形。

輸出電壓步進遞增的那個區間,其實是有上管驅動參與進來的,時間非常短,但非常有規律。

上管每次連續輸出6個占空比約30%左右的脈沖時,輸出電壓上升一個臺階。

而在電壓攀升至12V這個期間,上下管的驅動是連續的,占空比約30~40%之間。

當電壓上升至12V后,輸出脈沖開始斷續,但同時也是非常有規律的,3個脈沖一組,慢慢加大間隔時間。

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