STMicroelectronics VIPERGAN65高壓轉換器是一款先進的準諧振離線高壓轉換器，設有E-mode GaN HEMT。VIPERGAN65設計用于中等功率準諧振ZVS（開關導通時零電壓開關）反激式轉換器，在寬范圍內提供高達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，幫助設計高效離線電源。

數據手冊：*附件：STMicroelectronics VIPERGAN65高壓轉換器數據手冊.pdf

STM VIPERGAN65高壓轉換器可ZVS準諧振操作，具有動態(tài)消隱時間選項和谷值同步功能，可始終在漏極諧振的谷值開啟電源開關。該操作可降低開關損耗，并最大限度地提高任何輸入線路和負載條件下的整體效率。該器件的高級電源管理功能具有低靜態(tài)電流，實現低待機功耗。前饋補償可降低整個輸入電壓范圍內的最大輸出峰值功率變化。

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

特性

• 準諧振 (QR) 反激式控制器
• 650V E-mode功率GaN晶體管
• 嵌入式感應FET
• 動態(tài)消隱時間和可調節(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載條件下的效率
• 谷值鎖定，確保恒定谷值跳躍
• 先進的電源管理，具有自適應突發(fā)模式，待機功耗低于30mW
• 輸出OVP保護
• 輸入電壓前饋補償，用于獨立于主電源的OPP穩(wěn)壓
• 上電和掉電保護
• 輸入OVP保護
• 嵌入式熱關斷
• 頻率抖動器，可抑制EMI輻射

典型應用

VIPERGAN65：面向高效電源設計的集成GaN高壓轉換器技術解析?

VIPERGAN65是意法半導體(STMicroelectronics)推出的先進準諧振離線高壓轉換器，集成了650V E-mode GaN HEMT晶體管和控制器，為中等功率電源設計提供了高性能解決方案。本文將從核心特性、工作原理、關鍵功能模塊和典型應用展開技術分析。

?一、核心特性與產品定位?

1. ?功率拓撲?：專為65W準諧振零電壓開關(ZVS)反激轉換器優(yōu)化，寬電壓范圍內支持最高85W輸出（185-265VAC條件下）
2. ?能效優(yōu)勢?：
   • 動態(tài)消隱時間與谷底同步功能，確保開關管始終在漏極諧振谷底開啟，顯著降低開關損耗
   • 自適應突發(fā)模式實現低于30mW待機功耗
   • 頻率抖動技術增強EMI抑制能力

?二、關鍵技術創(chuàng)新?

?1. 多模式混合控制架構?

芯片支持四種工作模式自動切換（數據手冊圖10）：

• ? QR模式（重載） ?：在DCM/CCM邊界工作，開關頻率隨負載自動調節(jié)
• ? 谷底跳過模式（中/重載） ?：通過鎖定特定谷底編號，避免低頻振蕩導致的音頻噪聲
• ? 頻率折返模式（輕載） ?：通過FB電壓線性降低最大頻率，維持ZVS同時避免音頻噪聲
• ? 突發(fā)模式（空載/極輕載） ?：通過間歇開關將等效頻率降至數百赫茲

?2. GaN驅動與熱管理?

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

?3. 智能保護機制?

?三、引腳功能深度解析?

? 關鍵引腳配置（對應數據手冊表1）： ?

• ? HV引腳（啟動管理） ?：連接10-30MΩ電阻至主總線，確保高壓啟動發(fā)生器偏置
• ? TB引腳（動態(tài)時序控制） ?：
  • ?開態(tài)?：通過RTB電阻監(jiān)測輔助繞組電壓，生成輸入電壓相關信號
  • ?關態(tài)?：與RDELAY構成分壓器，精確調節(jié)谷底同步延時

?保護引腳協同設計?：

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

四、PCB布局關鍵建議?

1. ?信號與功率分離?：將信號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、應用場景拓展?

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