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VIPerGaN50是什么?具有哪些优势呢

意法半导体PDSA 来源:意法半导体PDS 作者:意法半导体PDS 2022-09-22 09:09 次阅读

VIPerGaN50是ST VIPerGaN系列产品中的第一位成员。VIPerGaN 系列产品隶属于VIPerPlus。传统的VIPerPlus系列的产品结构是将一颗PWM控制器以及高压的功率器件集成在一个封装内。

ST的VIPerGaN 产品系列相当于将传统的硅基高压功率器件替换成氮化镓功率器件,与传统的VIPerPlus 系列一样, VIPerGaN 产品具有低待机功耗、高效率的优势。器件稳定及ESD防护,且芯片内部支持多种保护功能。

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对于使用者来说,更容易实现低功耗,并且同时节省了使用者的材料清单里器件的数量。从上图可以看出,VIPerGaN50可以支持的功率最大,可以到50W,内部的氮化镓功率器件耐压是650V。VIPerGaN50的加入,同时也打破了传统VIPerPlus功率在20W以内的限制。

VIPerGaN50将最新的PWM控制器功能和技术与宽带技术相结合。它采用650V耐压的氮化镓高电子迁移率晶体管,作为集成电源设备,搭配最新的全功能PWM控制器和所有的VIPerPlus系列一样,VIPerGaN内置了高压启动功能以及各种保护功能。

内置的氮化镓晶体管和栅极驱动器,允许有效的准谐振PWM控制器,开关频率最大可以运行到240K赫兹,以保持外部磁性元件的小型化以及非常紧凑的布局。VIPerGaN除了具有氮化镓的低开关损耗和传导损耗的优点外,还集成了动态消隐及可调谷同步和自适应突发模式,使所有功率水平的功耗最小化,并且它的待机功耗仅为30毫瓦。所有的这些功能都集成在一个非常小的封装,QFN5x6的封装内,使用VIPerGaN进行设计,可以使材料清单非常简单,便于设计紧凑和高效的交直流转换电源

嵌入在VIPerGaN50中的氮化镓晶体管具有650V的耐压。但在其850V的耐压下,可维持最多1微秒的脉冲时间。该功率器件的导通电阻为450毫欧,极电流可达4A。虽然VIPerGaN50的RDS(on)很低,开关损耗很低。 但在芯片的散热设计的时候,需要注意的是,在封装的底部有一个裸露的散热焊盘。该焊盘应连接到足够的铜平面,以优化开关性能和散热性能。目前在我们的官网上可以找到两款有关VIPerGaN50的评估版。两块评估板都可以支持,85V到265V的交流。

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如上图所示。目前在ST官网上可以找到两款有关VIPERGAN50的评估板。两个评估板都能提供85到265VAC的输入范围。一种是固定输出的,固定电压输出的评估板输出电压固定在12V,电流最大可以到4.2A。另外一块,评估板可以支持USB PD的输出,输出电压可以支持到5V到20V直流输出。输出的功率最大可以支持到45W。

这两块评估板都非常有助于为大型和小型电器。电动汽车充电器、照明运动控制辅助用品和紧凑型USB 电。电源的小型化设计。VIPerGaN50具有非常丰富的功能。这些功能可以通过简单的外围电路进行选择控制。

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如图所示。四个接地引脚和裸露的垫片应绑在牢固的接地平面上,以降低噪声和热阻。两个漏极引脚直接连接到输出功率晶体管的漏极。BR引脚提供brown in brown out 的功能, IOVP为输入过压设置。

HV为集成高压启动电路设置。TB是一个重要的引脚,用于控制动态效应,时间和股同步调整, fb 是占空比控制的反馈引脚,ZCD用于感应变压器消磁的过淋检测以及前馈补偿和输出OVP传感,VDD为电源电压,最后的DRV引脚是集成氮化镓三级驱动器的旁路引脚。

接下来将为大家简单介绍一下ST45W USB PD评估版的性能及参数。目前45W评估版可以支持85V到265V,交流电压输入,输出支持5V3A,9V 3A,12V 3A,15V 3A、20V 2.25A。板子尺寸为63x32x22毫米。

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其最大输出功率可以支持45W。功率密度为18.3V每立方英寸。峰值效率可以到92%以上。这里是评估版各个重要器件,分别在115V和230V交流输入时的温度数据的展示。




审核编辑:刘清

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