NXP TEA1995T Vs TEA2095T的差異與替換性

世平集團代理的NXP產品線,TEA2095T是一款專用的高性能同步整流器(SR) IC,用於諧振轉換器的輸出整流控制,該控制器採用自適應柵極驅動方法,可在任何負載下節省最大能量,以提高整體效率,它有兩組驅動控制,用於驅動中央抽頭式變壓器繞組的 SR MOSFET輸出,兩組驅動器皆有自己的感測輸入並獨立運作。它的上一代產品為TEA1995T,兩個產品腳位定義相同,在新產品多結合了一些功能,適用於功率更大的輸出,更好的抗雜訊能力,以及更好的效能表現,同時還額外增加互鎖控制迴路和輸出洩放電功能,以適應於更嚴苛的工作環境,維持穩定的工作表現。

圖1. Typical configuration
 
圖2. Pin configuration

TEA1995T
TEA2095T
圖3. Block diagram differences

  TEA2095T相較於前一代TEA1995T,主要的功能提升有以下幾點,首先是VDS 調節電平由55mV降為25mV,使其適用於更低MOS Rdson偵測,以提昇同步整流電路效率,減少損耗在MOSFET上的功率,同時也加強了抗雜訊的能力,以降低容易被PCB trace雜訊影響而誤動作,以下是動作偵測的示意圖。 圖4. Synchronous rectification signals

  其次增加了防止外部MOSFET同時傳導的互鎖功能,此功能可避免兩個驅動器同時打開,當關斷一個Gate drive訊號後,IC通常等待200 ns (td(interlock)),然後再打開另一個Gate drive,此時若IC偵測到會有兩路同時開啟的情形時,IC會強制關閉此週期Gate drive輸出,以防止發生短暫Short through的問題,避免因大電流產生的Spike雜訊引起IC誤偵測而動作。 更強的Gate drive能力,驅動電流由1A提昇到2A,同時Gate下拉阻抗由4Ω下降到2.5Ω,以適用於功率更大的場合。而IC的靜態電流損耗由160uA下降到90uA,工作模式下(無Gate充電)電流由1.1mA下降到0.9mA,對於空載或極輕載的效率提昇很有幫助。   而支持的開關頻率由500KHz提昇為1MHz,適用於更高的諧振頻率,更好的工作響應,對於動態負載極端應用的場合,有更快的反應速度;同時也提高了VDS檢測端的耐壓,由100V提升為120V,以適應更高的輸出電壓。   增加了主電源斷開後,可對輸出電容器放電功能,當切斷市電電源後,通過檢測同步整流的工作來判斷市電是否斷開,若偵測到VDS電壓時間超過1.4s皆無變化後,即會啟動放電功能,以0.4 W的恆定功率消耗下,快速洩放輸出電容器,直到VCC電壓低於UVLO時,在1 V VCC電壓下,放電電流逐漸減小至8 mA,放電功能會在UVLO狀態下持續保持,直到VCC電壓增加超過啟動電壓時,放電功能才會停止。
圖5. 放電功能信號(不按比例)


  其餘還有其他更多的功能差異,詳見規格書說明。   而由於近年來缺料的危機,TEA2095T出貨無法滿足需求,在貨況不穩定的情形下,若TEA1995T仍能符合產品設計需求,無疑是增加一個貨源的補充,此兩個產品基本架構差不多,而且Pin to Pin容易互相替換,只是TEA2095T是新世代的產品,多增加了一些功能,還有效能的強化,因此在替換上,只要應用條件能符合,並注意以下幾點,仍然是可以互相替換使用的。   首先在VDS 調節電平有55mV和25mV的差異,舉例來說,若使用一個Rdson為10mΩ的MOSFET,在使用TEA1995T時,電流要達5.5A以上,Gate drive電壓才會離開調節模式,而若使用TEA2095T,則只要2.5A以上,在於有些Rdson選特別小的情況下,使用TEA1995T可能在滿載時,仍然處於調節模式,Gate drive電壓仍然只有5V左右,此時若改用Rdson略高的MOSFET,也許整體效能會好一些,但沒有絕對,要Case by case測試,有些雖然使用5mΩ,但替換兩顆IC測試,整體效率無明顯差異。   而在於抗雜訊方面,TEA2095T規劃用於更大功率的場合,所以也優化了抗雜訊能力,可以減小PCB trace雜訊影響偵測,同時還多了互鎖迴路的功能,大大的避免兩路同時誤開的情形,也就較不容易在ON瞬間產生VDS Spike,所以當換成TEA1995T時,若VDS Spike明顯變高,可以嘗試在Drain sense串接100Ω以內電阻,看看有沒有改善,也可以確認Drain和Source的偵測點,是否PCB走線方式可以再優化,或者是大電流走線上有瓶頸點,有較多的雜訊可能影響到SR偵測,若仍然無法改善,也可以嘗試換換不同的MOSFET試試。



參考資料:NXP

  https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TEA1995T.pdf

  https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TEA2095T.pdf

  https://www.nxp.com/products/power-management/ac-dc-solutions/secondary-side-controllers

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