ST45W USB PD评估版的性能及参数

本文（上）回顾了氮化镓的发展历程和意法半导体MasterGaN产品系列和解决方案。请点击阅读。

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。

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。

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。

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。

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：彭静