本文（上）回顧了氮化鎵的發(fā)展歷程和意法半導(dǎo)體MasterGaN產(chǎn)品系列和解決方案。請點(diǎn)擊閱讀。

VIPerGaN50是ST VIPerGaN系列產(chǎn)品中的第一位成員。VIPerGaN 系列產(chǎn)品隸屬于VIPerPlus。傳統(tǒng)的VIPerPlus系列的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是將一顆PWM控制器以及高壓的功率器件集成在一個(gè)封裝內(nèi)。ST的VIPerGaN 產(chǎn)品系列相當(dāng)于將傳統(tǒng)的硅基高壓功率器件替換成氮化鎵功率器件，與傳統(tǒng)的VIPerPlus 系列一樣， VIPerGaN 產(chǎn)品具有低待機(jī)功耗、高效率的優(yōu)勢。器件穩(wěn)定及ESD防護(hù)，且芯片內(nèi)部支持多種保護(hù)功能。

對于使用者來說，更容易實(shí)現(xiàn)低功耗，并且同時(shí)節(jié)省了使用者的材料清單里器件的數(shù)量。從上圖可以看出，VIPerGaN50可以支持的功率最大，可以到50W，內(nèi)部的氮化鎵功率器件耐壓是650V。VIPerGaN50的加入，同時(shí)也打破了傳統(tǒng)VIPerPlus功率在20W以內(nèi)的限制。

VIPerGaN50將最新的PWM控制器功能和技術(shù)與寬帶技術(shù)相結(jié)合。它采用650V耐壓的氮化鎵高電子遷移率晶體管，作為集成電源設(shè)備，搭配最新的全功能PWM控制器和所有的VIPerPlus系列一樣，VIPerGaN內(nèi)置了高壓啟動(dòng)功能以及各種保護(hù)功能。

內(nèi)置的氮化鎵晶體管和柵極驅(qū)動(dòng)器，允許有效的準(zhǔn)諧振PWM控制器，開關(guān)頻率最大可以運(yùn)行到240K赫茲，以保持外部磁性元件的小型化以及非常緊湊的布局。VIPerGaN除了具有氮化鎵的低開關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗的優(yōu)點(diǎn)外，還集成了動(dòng)態(tài)消隱及可調(diào)谷同步和自適應(yīng)突發(fā)模式，使所有功率水平的功耗最小化，并且它的待機(jī)功耗僅為30毫瓦。所有的這些功能都集成在一個(gè)非常小的封裝，QFN5x6的封裝內(nèi)，使用VIPerGaN進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使材料清單非常簡單，便于設(shè)計(jì)緊湊和高效的交直流轉(zhuǎn)換電源。

嵌入在VIPerGaN50中的氮化鎵晶體管具有650V的耐壓。但在其850V的耐壓下，可維持最多1微秒的脈沖時(shí)間。該功率器件的導(dǎo)通電阻為450毫歐，極電流可達(dá)4A。雖然VIPerGaN50的RDS（on）很低，開關(guān)損耗很低。

但在芯片的散熱設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要注意的是，在封裝的底部有一個(gè)裸露的散熱焊盤。該焊盤應(yīng)連接到足夠的銅平面，以優(yōu)化開關(guān)性能和散熱性能。目前在我們的官網(wǎng)上可以找到兩款有關(guān)VIPerGaN50的評估版。兩塊評估板都可以支持，85V到265V的交流。

如上圖所示。目前在ST官網(wǎng)上可以找到兩款有關(guān)VIPERGAN50的評估板。兩個(gè)評估板都能提供85到265VAC的輸入范圍。一種是固定輸出的，固定電壓輸出的評估板輸出電壓固定在12V，電流最大可以到4.2A。另外一塊，評估板可以支持USB PD的輸出，輸出電壓可以支持到5V到20V直流輸出。輸出的功率最大可以支持到45W。這兩塊評估板都非常有助于為大型和小型電器。電動(dòng)汽車充電器、照明運(yùn)動(dòng)控制輔助用品和緊湊型USB 電。電源的小型化設(shè)計(jì)。VIPerGaN50具有非常豐富的功能。這些功能可以通過簡單的外圍電路進(jìn)行選擇控制。

如圖所示。四個(gè)接地引腳和裸露的墊片應(yīng)綁在牢固的接地平面上，以降低噪聲和熱阻。兩個(gè)漏極引腳直接連接到輸出功率晶體管的漏極。BR引腳提供brown in brown out 的功能， IOVP為輸入過壓設(shè)置。

HV為集成高壓啟動(dòng)電路設(shè)置。TB是一個(gè)重要的引腳，用于控制動(dòng)態(tài)效應(yīng)，時(shí)間和股同步調(diào)整， fb 是占空比控制的反饋引腳，ZCD用于感應(yīng)變壓器消磁的過淋檢測以及前饋補(bǔ)償和輸出OVP傳感，VDD為電源電壓，最后的DRV引腳是集成氮化鎵三級驅(qū)動(dòng)器的旁路引腳。

接下來將為大家簡單介紹一下ST45W USB PD評估版的性能及參數(shù)。目前45W評估版可以支持85V到265V，交流電壓輸入，輸出支持5V3A，9V 3A，12V 3A，15V 3A、20V 2.25A。板子尺寸為63x32x22毫米。

其最大輸出功率可以支持45W。功率密度為18.3V每立方英寸。峰值效率可以到92%以上。這里是評估版各個(gè)重要器件，分別在115V和230V交流輸入時(shí)的溫度數(shù)據(jù)的展示。