?基于VIPERGAN65D的65W GaN電源適配器參考設(shè)計(jì)解析
STMicroelectronics EVLVIPGAN65DF參考設(shè)計(jì)（用于VIPERGAN65）是一款24V/65W參考設(shè)計(jì)，基于VIPERGAN65D高壓轉(zhuǎn)換器，采用隔離式QR反激拓?fù)溥M(jìn)行設(shè)置。這款控制器在同一封裝中集成了低壓PWM控制器芯片和700V GaN HEMT。該器件集成了一整套特性，有助于以較短的物料清單設(shè)計(jì)出高效、低待機(jī)功耗的開(kāi)關(guān)模式電源，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的快速設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)包括具有動(dòng)態(tài)消隱時(shí)間的ZVS準(zhǔn)諧振操作、前饋補(bǔ)償、谷值同步調(diào)整、低靜態(tài)電流和先進(jìn)的輕負(fù)載管理。
數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics EVLVIPGAN65DF參考設(shè)計(jì)（用于VIPERGAN65）數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf
另外還包含一整套保護(hù)特性，可顯著提高終端產(chǎn)品的安全性和可靠性：輸出過(guò)壓保護(hù) (OVP)、輸出過(guò)載/短路保護(hù) (OLP)、上電/掉電保護(hù)和輸入過(guò)壓保護(hù) (iOVP)。通過(guò)由SRK1001自適應(yīng)同步整流控制器驅(qū)動(dòng)的功率MOSFET實(shí)現(xiàn)二次側(cè)整流，從而提高系統(tǒng)效率。
特性
示意圖
基于VIPERGAN65D的65W GaN電源適配器參考設(shè)計(jì)解析?
一、核心器件與設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
STMicroelectronics的EVLVIPGAN65DF參考設(shè)計(jì)采用?QR反激拓?fù)?/strong>?，集成兩大關(guān)鍵器件：
- ?VIPERGAN65D?：700V GaN HEMT與PWM控制器的單芯片解決方案，具備動(dòng)態(tài)消隱時(shí)間ZVS準(zhǔn)諧振、饋送補(bǔ)償、谷底同步調(diào)整等特性，待機(jī)電流低至μA級(jí)。
- ?SRK1001?：次級(jí)側(cè)同步整流控制器，驅(qū)動(dòng)MOSFET（如BSC093N15NS5）替代傳統(tǒng)二極管，提升整機(jī)效率至93%以上。
設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
- ?簡(jiǎn)化BOM?：僅需47個(gè)元件（含變壓器）
- ?寬電壓輸入?：90-264VAC全球兼容
- ?多重保護(hù)?：OVP/OLP/輸入過(guò)壓/欠壓保護(hù)全集成
二、關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)分析
1. 輸入濾波與整流（圖1）
- ?EMI抑制?：雙10mH共模電感（CM）配合X2安規(guī)電容（305VAC）構(gòu)成第一級(jí)濾波
- ?浪涌防護(hù)?：3.15A保險(xiǎn)絲（F1）與壓敏電阻（RV1）組成防護(hù)網(wǎng)絡(luò)
- ?整流效率優(yōu)化?：采用雙橋式整流（BR1/BR2 Z4DGP408L-HF）降低導(dǎo)通損耗
2. 功率轉(zhuǎn)換部分（圖2）
- ?GaN驅(qū)動(dòng)配置?：VIPERGAN65D的HV引腳直接連接DC BUS，通過(guò)560pF諧振電容（C6）實(shí)現(xiàn)谷底開(kāi)通
- ?變壓器設(shè)計(jì)?：Wurth 750371658定制變壓器，初級(jí)電感量18μH（實(shí)測(cè)）
- ?同步整流時(shí)序?：SRK1001的TOFF引腳外接4.7nF電容（C15）調(diào)節(jié)關(guān)斷延遲
三、典型性能參數(shù)
| 指標(biāo) | 參數(shù)值 | 測(cè)試條件 |
|---|---|---|
| 輸出功率 | 65W（持續(xù)） | 230VAC輸入, 25℃環(huán)境 |
| 峰值效率 | 93.2% | 115VAC輸入, 50%負(fù)載 |
| 待機(jī)功耗 | <30mW | 265VAC輸入, 空載 |
| 輸出電壓精度 | ±1% | 全負(fù)載范圍 |
四、應(yīng)用場(chǎng)景建議
- ?工業(yè)設(shè)備輔助電源?：利用其-40℃~125℃工作溫度范圍，適合PLC控制模塊供電
- ?消費(fèi)類(lèi)快充?：24V/2.7A輸出可適配多數(shù)電動(dòng)工具電池充電
- ?LED驅(qū)動(dòng)?：配合NCP432B基準(zhǔn)源實(shí)現(xiàn)恒流控制
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