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【首测】TEA19161+TEA19162 CBC电流模式LLC

上次11月11日NXP在深圳的会议上了解到NXP的LLC控制器TEA1916系列,因为之前测试过各种方案的LLC DEMO,当时对这款IC的性能还有些怀疑,会后针对几个比较关心的方案性能问题和NXP的工程师进行了详细的交流。

得出的结论是:

TEA1916系列IC可以实现1个周期的动态响应,而且是在Burst mode也可以实现这样快速的动态响应,同时具备超低的待机功耗。

当然,由于是电流模式,输出的工频纹波也是没有的,同时TEA1916系列的开关噪音更小。

这几点是我个人比较关心的,这或许是CBC带来的好处,也是电压模式LLC应用上经常被大家吐槽的吧,更多的特性还等大家去试验。

话不多说,会议当天我就申请了一款DEMO回来测试,由于最近有点小忙,再加上另外一个帖子正在更新中(【活久见】都OUT了吧——数字电源玩的就是任性!),所以这款很理想化的LLC方案现在才分享给大家。


上图:




开箱:




说明书:



从说明书中可以看出这款DEMO的基本规格参数:

输入:AC90~264V 47~63Hz

输出:DC12V/20A/240W

待机功耗:<60mW @230V/50Hz

平均效率:91.8%

。。。。。。




全新还未开苞的。




DEMO正面。




DEMO背面


。。。。。。。未完,待续。。。。。。。

(稍后更新DEMO的主要元件细节和参数)

全部回复(87)
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2016-11-24 13:37

沙发,待续

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2016-11-24 13:41
等待测试结果...
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2016-11-24 13:45
@qinzutaim
等待测试结果...[图片]
希望先测试哪些性能呢?
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2016-11-24 13:49
@javike
希望先测试哪些性能呢?
希望先点评它的用料及器件参数。
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2016-11-24 13:58
@javike
希望先测试哪些性能呢?
如果芯片有电流特性,当然测试大范围动态负载啊,看看动态时各点波形.
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2016-11-24 14:11
@javike
希望先测试哪些性能呢?
元器件应力波形可靠性
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2016-11-24 15:42

用过1716的飘过,当时有个频率上限值和下限值限制,频率不能做到很宽,不知道这个1916是否也是一样的?

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ethanwey
LV.3
9
2016-11-24 16:51
好多SMD 0R
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guang卢
LV.7
10
2016-11-24 17:17
哈哈,占个座位期待其他参数!!
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ruohan
LV.9
11
2016-11-24 19:10
@guang卢
哈哈,占个座位期待其他参数!!

PFC是不是CCM的吗,

12V20A  带同步,91 %的效率,不是很高啊,,

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2016-11-25 21:09
@chrisma2005
希望先点评它的用料及器件参数。
好吧,接下来就上主要元件的特写和参数。
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2016-11-25 21:09
@ruohan
PFC是不是CCM的吗,12V20A 带同步,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
用过1716的飘过,当时有个频率上限值和下限值限制,频率不能做到很宽,不知道这个1916是否也是一样的?
LLC貌似都得限制吧
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2016-11-25 21:11
@qinzutaim
如果芯片有电流特性,当然测试大范围动态负载啊,看看动态时各点波形.
后面会测各种情况下的动态响应。
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2016-11-25 21:12
@dh18688703608
元器件应力波形可靠性
这个貌似不完全取决于方案吧
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2016-11-27 19:14
@javike
LLC貌似都得限制吧

限制是需要的,比如频率想从50-400k,但是做不到,只能50-300k,或者70-400k就比较难受。

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zvszcs
LV.12
18
2016-11-28 08:55
这个是恒压电源不错,直接测试短路状态
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2016-11-28 09:24

关注

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2016-11-28 12:19

。。。。。。上接第1帖。。。。。。


来几张细节特写:

TEA1916系列包括TEA19161和TEA19162 两颗IC





TEA1916A为LLC控制器,TEA19162为APFC控制器。


正如标题【首测】,我也没有拿到关于这个DEMO的任何资料,但几经搜索,找到了点关于IC的介绍:







除了规格书,就这点资料了。

最后这图大概也许可能好像是这款DEMO的曲线,因为功率差不多是的。哈哈哈



同步整流IC

 2格TO-220的焊盘空着,用的2颗SO-8的MOSFET FET,输出20A啊。。。。有没有小小的吓着!!!



APFC开关管

最近总是在各种电源上看到英飞凌P6系列MOSFET的身影。



LLC 开关管

宝刀未老的C3系列



谐振电容,MKP的哦



问题来了:

这2个电感居然是并联的,确定不是正负端各1个的哦。

为什么呢?这样用有什么优势,别告诉我是为了消耗库存哦,哈哈哈。


附上相关资料:

TEA19161T规格书(LLC控制器):TEA19161T.pdf

TEA19162T规格书(APFC控制器):TEA19162T.pdf


TEA1995T规格书(同步整流控制器):TEA1995T.pdf


PSMN1R8-40YLC规格书(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。。。。。。来几张细节特写:TEA1916系列包括TEA19161和TEA19162两颗IC[图片][图片]TEA1916A为LLC控制器,TEA19162为APFC控制器。正如标题【首测】,我也没有拿到关于这个DEMO的任何资料,但几经搜索,找到了点关于IC的介绍:[图片][图片][图片][图片]除了规格书,就这点资料了。最后这图大概也许可能好像是这款DEMO的曲线,因为功率差不多是的。哈哈哈[图片]同步整流IC 2格TO-220的焊盘空着,用的2颗SO-8的MOSFETFET,输出20A啊。。。。有没有小小的吓着!!![图片]APFC开关管最近总是在各种电源上看到英飞凌P6系列MOSFET的身影。[图片]LLC开关管宝刀未老的C3系列[图片]谐振电容,MKP的哦[图片]问题来了:这2个电感居然是并联的,确定不是正负端各1个的哦。为什么呢?这样用有什么优势,别告诉我是为了消耗库存哦,哈哈哈。附上相关资料:TEA19161T规格书(LLC控制器):TEA19161T.pdfTEA19162T规格书(APFC控制器):TEA19162T.pdfTEA1995T规格书(同步整流控制器):TEA1995T.pdfPSMN1R8-40YLC规格书(同步整流MOSFET):PSMN1R8-40YLC.pdf。。。。。。。下接第27帖。。。。。。

电感用2个并联比较好看,如果能测试传导或者辐射的话,可以试试短1个或者短2个看有什么影响。

输出整流不用大封装,这个,不太好理解。

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2016-11-28 17:25
@417zhouge
电感用2个并联比较好看[图片],如果能测试传导或者辐射的话,可以试试短1个或者短2个看有什么影响。输出整流不用大封装,这个,不太好理解。

短1个和短2个有区别?并联的啊。。。

应该是小的够用吧

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2016-11-28 17:31
@javike
短1个和短2个有区别?并联的啊。。。应该是小的够用吧

大意了,写错,要拆掉一个才能知道。

当然,如果有原厂的AE解释,那是最好的。

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米老鼠
LV.8
24
2016-11-29 09:43

来顶帖

说说为什么431的阳极不直接接地,要串一个小电阻再接地

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2016-11-29 11:08
j版呀  再更点  
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2016-11-29 14:34
@米老鼠
来顶帖[图片]说说为什么431的阳极不直接接地,要串一个小电阻再接地
哪里看到的?
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2016-11-29 15:38

。。。。。。上接第20帖。。。。。。


效率测试:



本来想测下待机功耗的,结果。。。。。。


功率计不给力,待机功耗测不到


说明:

1. K2700 采用MX+B功能通过采集外置0.5级分流器的压降转换电流显示监测输出电流。

2. AG34401A检测DEMO输出电压。

3. HP3440A检测APFC输出母线电压。

4. 8713B1检测输入功率、PF值、电压、电流。

5. PLZ1003W带载。



输入90V满载:

效率=12.1788*20.00279/274.6=88.7145%



输入100V满载:

效率=12.1806*20.00768/272.6=89.4004%



输入240V满载:

效率=12.1819*20.01203/265.1=91.9595%



输入264V满载:

效率=12.1826*20.01318/264.6=92.1438%


34401A的电压档内阻为10M欧姆:

APFC输出母线按390V计算叠加功耗为:390*390/10000000=0.01521W

DEMO输出12V叠加功耗为:12*12/10000000=0.0000144W

如果减去这个叠加的损耗,以上测试的效率会再高0.5%

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米老鼠
LV.8
28
2016-11-29 18:14
@javike
哪里看到的?
图上啊,应该我没看错
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2016-11-30 16:20
@米老鼠
图上啊,应该我没看错
呃。。。
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2016-11-30 17:49
@javike
。。。。。。上接第20帖。。。。。。效率测试:[图片]本来想测下待机功耗的,结果。。。。。。[图片][图片]功率计不给力,待机功耗测不到说明:1.K2700采用MX+B功能通过采集外置0.5级分流器的压降转换电流显示监测输出电流。2.AG34401A检测DEMO输出电压。3.HP3440A检测APFC输出母线电压。4.8713B1检测输入功率、PF值、电压、电流。5.PLZ1003W带载。[图片]输入90V满载:效率=12.1788*20.00279/274.6=88.7145%[图片]输入100V满载:效率=12.1806*20.00768/272.6=89.4004%[图片]输入240V满载:效率=12.1819*20.01203/265.1=91.9595%[图片]输入264V满载:效率=12.1826*20.01318/264.6=92.1438%34401A的电压档内阻为10M欧姆:APFC输出母线按390V计算叠加功耗为:390*390/10000000=0.01521WDEMO输出12V叠加功耗为:12*12/10000000=0.0000144W如果减去这个叠加的损耗,以上测试的效率会再高0.5%

接下来测试波形。。。


首先测试下输出纹波:


300M带宽全开时的输出电压和电流纹波。

电压纹波为:0.212/12=1.7667%

电流纹波为:0.072/20=0.3600%


值得惊喜的是:

在5mS的大时基和2GSa/s的高采样率下,输出电流没有工频纹波。


放大看看细节:


LLC固有的开关噪音还是存在,但已经很小很小了。


带宽限制到20M再看看:


带宽限制到20M以后,纹波明显减小了很多。

电压纹波为:0.116/12=0.9667%

电流纹波为:0.0472/20=0.236%


将幅值档位加大1倍获得更精细的细节:


此时测得的纹波更小一点,或许是档位的误差吧,不过一般更精细的档位精度更高。看看此时的纹波:

电压纹波为:0.114/12=0.95%

电流纹波为:0.0436/20=0.218%


放大看看细节:


电流纹波上的开关噪音基本看不到了。


不知道给LLC增加一颗储能电感会不会完全抑制掉这个开关噪音,这个就期待大家去尝试了。


。。。。。。未完,待续。。。。。。

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2016-12-01 14:21
@javike
接下来测试波形。。。首先测试下输出纹波:[图片]300M带宽全开时的输出电压和电流纹波。电压纹波为:0.212/12=1.7667%电流纹波为:0.072/20=0.3600%值得惊喜的是:在5mS的大时基和2GSa/s的高采样率下,输出电流没有工频纹波。放大看看细节:[图片]LLC固有的开关噪音还是存在,但已经很小很小了。带宽限制到20M再看看:[图片]带宽限制到20M以后,纹波明显减小了很多。电压纹波为:0.116/12=0.9667%电流纹波为:0.0472/20=0.236%将幅值档位加大1倍获得更精细的细节:[图片]此时测得的纹波更小一点,或许是档位的误差吧,不过一般更精细的档位精度更高。看看此时的纹波:电压纹波为:0.114/12=0.95%电流纹波为:0.0436/20=0.218%放大看看细节:[图片]电流纹波上的开关噪音基本看不到了。不知道给LLC增加一颗储能电感会不会完全抑制掉这个开关噪音,这个就期待大家去尝试了。。。。。。。未完,待续。。。。。。

接下了测试波形:

首先是空载开机LLC部分的波形:

说明:

1通道(黄色):测试下管驱动电压VGS波形

2通道(粉色):测试上管驱动电压VGS波形

3通道(蓝色):测试输出电压Vout波形

4通道(绿色):测试输出电流Iout波形

从波形图中可以看出,开机后输出电压是步进式递增爬升,当输出电压达到4V左右时,直接攀升至12V额定输出。

同时,下管的驱动电压几乎是一直保持高电平输出的。

当然,是几乎,实际并不是这样,不然输出电压怎么会升呢。


下面展开看看各个细节:

为了不占用过多的篇幅,这张细节图特地按示波器约1:1输出分辨率阵列,分辨率为2560*1600,可以点击放大查看。

从图中可以看出各个关键时段的动作波形。

输出电压步进递增的那个区间,其实是有上管驱动参与进来的,时间非常短,但非常有规律。

上管每次连续输出6个占空比约30%左右的脉冲时,输出电压上升一个台阶。

而在电压攀升至12V这个期间,上下管的驱动是连续的,占空比约30~40%之间。

当电压上升至12V后,输出脉冲开始断续,但同时也是非常有规律的,3个脉冲一组,慢慢加大间隔时间。

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