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（開關(guān)導(dǎo)通時(shí)零電壓開關(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啟電源開關(guān)。該操作可降低開關(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：輸出過壓保護(hù)、過熱保護(hù) (OTP)、過載保護(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：面向高效電源設(shè)計(jì)的集成GaN高壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析?

VIPERGAN65是意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)推出的先進(jìn)準(zhǔn)諧振離線高壓轉(zhuǎn)換器，集成了650V E-mode GaN HEMT晶體管和控制器，為中等功率電源設(shè)計(jì)提供了高性能解決方案。本文將從核心特性、工作原理、關(guān)鍵功能模塊和典型應(yīng)用展開技術(shù)分析。

?一、核心特性與產(chǎn)品定位?

1. ?功率拓?fù)?/strong>?：專為65W準(zhǔn)諧振零電壓開關(guān)(ZVS)反激轉(zhuǎn)換器優(yōu)化，寬電壓范圍內(nèi)支持最高85W輸出（185-265VAC條件下）
2. ?能效優(yōu)勢?：
   • 動(dòng)態(tài)消隱時(shí)間與谷底同步功能，確保開關(guān)管始終在漏極諧振谷底開啟，顯著降低開關(guān)損耗
   • 自適應(yīng)突發(fā)模式實(shí)現(xiàn)低于30mW待機(jī)功耗
   • 頻率抖動(dòng)技術(shù)增強(qiáng)EMI抑制能力

?二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新?

?1. 多模式混合控制架構(gòu)?

芯片支持四種工作模式自動(dòng)切換（數(shù)據(jù)手冊(cè)圖10）：

• ? QR模式（重載） ?：在DCM/CCM邊界工作，開關(guān)頻率隨負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)
• ? 谷底跳過模式（中/重載） ?：通過鎖定特定谷底編號(hào)，避免低頻振蕩導(dǎo)致的音頻噪聲
• ? 頻率折返模式（輕載） ?：通過FB電壓線性降低最大頻率，維持ZVS同時(shí)避免音頻噪聲
• ? 突發(fā)模式（空載/極輕載） ?：通過間歇開關(guān)將等效頻率降至數(shù)百赫茲

?2. GaN驅(qū)動(dòng)與熱管理?

• 集成6V精密穩(wěn)壓器為GaN提供最優(yōu)驅(qū)動(dòng)電壓
• 熱阻參數(shù)：結(jié)到裸露焊盤(RTH-JEP)為1.5°C/W
• 過熱保護(hù)閾值140°C（典型值），觸發(fā)后休眠2秒

?3. 智能保護(hù)機(jī)制?

?三、引腳功能深度解析?

? 關(guān)鍵引腳配置（對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)手冊(cè)表1）： ?

• ? HV引腳（啟動(dòng)管理） ?：連接10-30MΩ電阻至主總線，確保高壓啟動(dòng)發(fā)生器偏置
• ? TB引腳（動(dòng)態(tài)時(shí)序控制） ?：
  • ?開態(tài)?：通過RTB電阻監(jiān)測輔助繞組電壓，生成輸入電壓相關(guān)信號(hào)
  • ?關(guān)態(tài)?：與RDELAY構(gòu)成分壓器，精確調(diào)節(jié)谷底同步延時(shí)

?保護(hù)引腳協(xié)同設(shè)計(jì)?：

• BR（Brown-in/out）與iOVP（輸入過壓）支持四種配置組合（表7），可根據(jù)應(yīng)用需求靈活選擇

四、PCB布局關(guān)鍵建議?

1. ?信號(hào)與功率分離?：將信號(hào)走線與功率走線分層布置
2. ?濾波電容布局?：
   • VDD-GND間需就近放置100nF陶瓷電容
   • DRV引腳需配置1μF低ESR/ESL陶瓷電容

?五、應(yīng)用場景拓展?

• ?高能效電源適配器?：支持USB-PD等快充協(xié)議
• ?家電輔助電源?：滿足低待機(jī)功耗要求
• ?工業(yè)與照明電源?：利用GaN高頻特性減小磁性元件尺寸