STMicroelectronics VIPERGAN65高壓轉(zhuǎn)換器是一款先進(jìn)的準(zhǔn)諧振離線高壓轉(zhuǎn)換器，設(shè)有E-mode GaN HEMT。VIPERGAN65設(shè)計(jì)用于中等功率準(zhǔn)諧振ZVS（開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)零電壓開(kāi)關(guān)）反激式轉(zhuǎn)換器，在寬范圍內(nèi)提供高達(dá)65W輸出功率。VIPERGAN65集成一整套特性，可提供極其靈活、簡(jiǎn)單易用的芯片，幫助設(shè)計(jì)高效離線電源。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics VIPERGAN65高壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

STM VIPERGAN65高壓轉(zhuǎn)換器可ZVS準(zhǔn)諧振操作，具有動(dòng)態(tài)消隱時(shí)間選項(xiàng)和谷值同步功能，可始終在漏極諧振的谷值開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)。該操作可降低開(kāi)關(guān)損耗，并最大限度地提高任何輸入線路和負(fù)載條件下的整體效率。該器件的高級(jí)電源管理功能具有低靜態(tài)電流，實(shí)現(xiàn)低待機(jī)功耗。前饋補(bǔ)償可降低整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)的最大輸出峰值功率變化。

此外，VIPERGAN65演示了對(duì)上述功能的保護(hù)特性，這些保護(hù)特性可大大提高最終產(chǎn)品的安全性和可靠性，包括：輸出過(guò)壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù) (OTP)、過(guò)載保護(hù) (OLP)、上電/掉電保護(hù)（將輸入電壓電平設(shè)置為轉(zhuǎn)換器上電和斷電），以及輸入過(guò)壓保護(hù) (iOVP)——在輸入線路電壓異常增加的情況下保護(hù)系統(tǒng)。所有保護(hù)功能都在自啟動(dòng)模式下。

特性

• 準(zhǔn)諧振 (QR) 反激式控制器
• 650V E-mode功率GaN晶體管
• 嵌入式感應(yīng)FET
• 動(dòng)態(tài)消隱時(shí)間和可調(diào)節(jié)谷值同步延遲功能，可最大限度地提高任何輸入線路和負(fù)載條件下的效率
• 谷值鎖定，確保恒定谷值跳躍
• 先進(jìn)的電源管理，具有自適應(yīng)突發(fā)模式，待機(jī)功耗低于30mW
• 輸出OVP保護(hù)
• 輸入電壓前饋補(bǔ)償，用于獨(dú)立于主電源的OPP穩(wěn)壓
• 上電和掉電保護(hù)
• 輸入OVP保護(hù)
• 嵌入式熱關(guān)斷
• 頻率抖動(dòng)器，可抑制EMI輻射

典型應(yīng)用

VIPERGAN65：先進(jìn)的高壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)與應(yīng)用解析

產(chǎn)品概述

VIPERGAN65是意法半導(dǎo)體推出的一款?先進(jìn)的準(zhǔn)諧振離線高壓轉(zhuǎn)換器?，集成了增強(qiáng)型GaN HEMT功率晶體管。該器件專為中功率準(zhǔn)諧振ZVS（零電壓開(kāi)關(guān)）反激變換器設(shè)計(jì)，能夠在寬輸入電壓范圍內(nèi)提供高達(dá)65W的輸出功率。

核心技術(shù)特性

功率架構(gòu)設(shè)計(jì)

• ?650V增強(qiáng)型功率GaN晶體管?，提供優(yōu)異的開(kāi)關(guān)性能
• ?嵌入式感應(yīng)FET?，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
• ?動(dòng)態(tài)消隱時(shí)間和可調(diào)谷值同步延遲功能?，在不同輸入線路和負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)最大效率

多模式工作策略

VIPERGAN65根據(jù)轉(zhuǎn)換器負(fù)載條件支持四種工作模式：

1. ? QR模式（重負(fù)載） ?：通過(guò)檢測(cè)變壓器任何繞組電壓的負(fù)向邊沿，將GaN導(dǎo)通同步到變壓器退磁時(shí)刻
2. ? 谷值跳躍模式（重/中等負(fù)載） ?：通過(guò)跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)漏極振鈴周期，防止開(kāi)關(guān)頻率過(guò)度增加
3. ? 頻率折返模式（中等/輕負(fù)載） ?：根據(jù)FB引腳電壓逐步降低最大開(kāi)關(guān)頻率限制，同時(shí)保持ZVS操作
4. ? 突發(fā)模式（極輕或無(wú)負(fù)載） ?：當(dāng)負(fù)載極輕或斷開(kāi)時(shí)，轉(zhuǎn)換器進(jìn)入受控制的通斷操作

關(guān)鍵功能模塊

高壓?jiǎn)?dòng)發(fā)生器

采用雙FET結(jié)構(gòu)，通過(guò)DRAIN引腳供電用于啟動(dòng)設(shè)備。內(nèi)部電流發(fā)生器通過(guò)HV引腳和電阻RHV將高壓側(cè)GaN的柵極上拉，為VDD和GND之間的電容器充電。

零電流檢測(cè)與觸發(fā)

• 觸發(fā)塊在GaN導(dǎo)通后被消隱，防止任何負(fù)向邊沿錯(cuò)誤觸發(fā)ZCD電路
• 開(kāi)關(guān)頻率最高限制在240kHz以下
• ZCD引腳電壓通過(guò)雙鉗位頂部和底部限制

線路電壓前饋補(bǔ)償

通過(guò)監(jiān)測(cè)輔助繞組上的電壓，提供前饋電流IFF，該電流與輸入電壓成正比。該項(xiàng)補(bǔ)償顯著減少了寬范圍市電應(yīng)用中功率能力的變化。

保護(hù)機(jī)制

輸出過(guò)壓保護(hù)

通過(guò)監(jiān)測(cè)ZCD引腳上的電壓，在變壓器退磁結(jié)束時(shí)準(zhǔn)確跟蹤轉(zhuǎn)換器輸出電壓。

輸入過(guò)壓保護(hù)

當(dāng)iOVP引腳電壓超過(guò)內(nèi)部閾值ViOVP_th（5V典型值）時(shí)，IC會(huì)關(guān)閉。

過(guò)載和短路保護(hù)

內(nèi)置上下計(jì)數(shù)器管理過(guò)載或短路條件，提供安全可靠的操作保障。

熱關(guān)斷保護(hù)

當(dāng)控制器溫度超過(guò)關(guān)斷閾值TSD（140°C典型值）時(shí)，設(shè)備將關(guān)閉并保持關(guān)閉狀態(tài)，防止系統(tǒng)危險(xiǎn)過(guò)熱。

封裝與熱管理

VIPERGAN65采用QFN 5x6窄封裝，提供優(yōu)異的熱性能：

• ?結(jié)至裸露焊盤(pán)的熱阻?：1.5°C/W（最大值）
• ?結(jié)至環(huán)境的熱阻?：32°C/W（最大值）

在適配器設(shè)計(jì)中，典型最大輸出功率能力為：

• ?85-265VAC輸入?：65W
• ?185-265VAC輸入?：85W

應(yīng)用領(lǐng)域

• ?高效電源適配器?
• ?快速電池充電器?
• ?家電、工業(yè)、消費(fèi)電子、照明設(shè)備的輔助電源