意法半導體首款氮化鎵功率轉換器瞄準下一代50W高能效電源設計
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VIPERGAN50是意法半導體VIPerPLUS系列首款可在寬工作電壓（9 V至23 V）下提供高達50 W功率的產(chǎn)品。這也是ST首款采用氮化鎵(GaN)晶體管的VIPer器件。得益于650 V GaN器件，VIPERGAN50在自適應間歇工作模式(burstmode) 開(kāi)啟的情況下，待機功耗低于30 mW。此外，該器件的保護功能可提高穩健性并有助于減少所用的物料。QFN5x6 mm封裝也使其成為業(yè)內同等功率輸出中封裝最小的器件之一。VIPERGAN50已批量供貨，配有USB-PD供電端口的開(kāi)發(fā)板也即將面世。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202205/434039.htm
為什么選擇QR ZVS反激式轉換器？
越來(lái)越小的充電器需要更高的功率密度。工程師經(jīng)常在電視和其他電器的開(kāi)關(guān)電源(SMPS)中使用準諧振(QR)零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)，也稱(chēng)為谷底開(kāi)通，該拓撲結構正出現在更多產(chǎn)品中。原因在于，功率密度每過(guò)十年就變得越來(lái)越高。例如，現在的電視像素更高，功耗要求也更嚴格。同樣，雖然50W充電器并非新產(chǎn)品，但消費者需要外觀(guān)更小巧、且能給筆記本電腦、平板電腦、手機和其他設備快速充電的產(chǎn)品。
越來(lái)越小的充電器
QR ZVS反激式轉換器不斷追求更高效率。業(yè)界經(jīng)常選用準諧振轉換器，主要是因為它的效率較高。傳統PWM轉換器在電壓最高時(shí)開(kāi)啟器件，這會(huì )導致功率損耗隨開(kāi)關(guān)頻率的增加而增加。工程師可使用緩沖電路緩解此類(lèi)情況，但提高效率的最佳方法是軟開(kāi)關(guān)，這意味著(zhù)在電壓或電流為零時(shí)進(jìn)行開(kāi)關(guān)。為此，通過(guò)諧振（電感-電容或LC）將方波信號轉換為正弦波形。在ZVS中，啟動(dòng)發(fā)生在曲線(xiàn)底部或谷底。多年來(lái)，工程師試圖提高QR ZVS反激式轉換器效率，而GaN正好給出一個(gè)新答案。 
VIPerGaN50有哪些獨特優(yōu)勢？
先進(jìn)的GaN晶體管特性。VIPerGaN50 使用與MASTERGAN系列相同的650 V GaN晶體管，因此具有類(lèi)似優(yōu)勢。例如，GaN的高電子遷移率意味著(zhù)該器件可適用于高開(kāi)關(guān)頻率。因此，該器件可承受更大負載，同時(shí)減少損耗。有鑒于此，GaN可用于制造可輸出更高功率、同時(shí)整體尺寸更小的電源。VIPerGaN50 是意法半導體此類(lèi)別的首款產(chǎn)品，因此具有極大象征意義。意法半導體將繼續把GaN作為業(yè)務(wù)發(fā)展重點(diǎn)，使用具有更高規格的晶體管。因此，未來(lái)的 VIPerGaN 型號將具有更高的輸出功率。
VIPerGaN50
多模式工作VIPerGaN50有多種不同的工作模式，可根據其負載調整其開(kāi)關(guān)頻率，在所有輸入電壓和負載條件下，最大限度提高電源能效。在高負載下，準諧振 (QR)模式配合零壓開(kāi)關(guān)可最大限度地減少導通損耗和電磁輻射 (EMI)。在輕負載下，跳谷底模式可以控制開(kāi)關(guān)損耗，并利用意法半導體專(zhuān)有的谷底鎖定技術(shù)防止產(chǎn)生人耳可以聽(tīng)到的噪聲。頻率折返模式配合零壓開(kāi)關(guān)可確保在輕負載條件下實(shí)現盡可能高的能效。自適應間歇工作模式可以在極低負載條件下最大程度降低功率損耗。此外，先進(jìn)的電源管理功能可將待機功率降至 30mW 以下。
VIPerGaN50的多種不同工作模式
更佳的保護功能。VIPerGaN50內置功能確保電源的安全性和可靠性，包括輸出過(guò)壓保護、brown-in/brown-out，以及輸入過(guò)壓保護。還提供輸入電壓前饋補償，以最大限度地減少輸出峰值功率變化。其他安全功能包括嵌入式過(guò)溫保護和最大限度地減少 EMI的頻率抖動(dòng)功能。因此，設計師可減少電路板上需要的組件，從而減少所用物料。
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