GaN轉(zhuǎn)換器集成功率開關(guān)管、柵極驅(qū)動器和反激式轉(zhuǎn)換控制器

意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）推出兩款100W高壓VIPerGaN轉(zhuǎn)換器，將寬帶隙節(jié)能技術(shù)普及到家電、樓宇家居自動化、智能照明，以及電視、充電器等消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域。

新推出的兩款功率轉(zhuǎn)換器是漏極限流3.5A的VIPerGaN100W和4.2A的VIPerGaN100WB，后者可短暫耐受125W的峰值功率，這一靈活的裕量避免了設(shè)計人員在開發(fā)帶電磁閥、電機(jī)等感性負(fù)載的設(shè)備（如咖啡機(jī)、小型家電、空調(diào)）時過度冗余設(shè)計電源電路。兩款轉(zhuǎn)換器均兼容85V~265V全球通用交流輸入電壓，在185V輸入電壓以上時穩(wěn)定輸出100W。

兩款轉(zhuǎn)換器均內(nèi)置700V氮化鎵（GaN）功率晶體管，保證轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)健性和高可靠性；功率管的0.27mΩ導(dǎo)通電阻RDS(on)有助于轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的熱性能。在5mm × 6mm QFN封裝內(nèi)，還集成反激式轉(zhuǎn)換器和GaN柵極驅(qū)動器，省去設(shè)計人員微調(diào)柵極電阻和電感的繁瑣的開關(guān)性能優(yōu)調(diào)試工作。

另一方面，GaN功率晶體管的高開關(guān)頻率的特性讓電路設(shè)計人員使用小尺寸的無源器件，就可以取得優(yōu)異的能效與功率密度。為了證明這個優(yōu)勢，意法半導(dǎo)體推出了基于VIPerGaN100W設(shè)計的100W USB Type-C PD 3.0充電器參考設(shè)計方案EVLVIPGAN100WP。該解決方案支持5V/3.0A至20V/5.0A五檔功率輸出配置，采用次級側(cè)調(diào)節(jié)和光耦反饋架構(gòu)，峰值效率超92%，功率密度達(dá)24W/in3。

VIPerGaN100W和VIPerGaN100WB均內(nèi)置準(zhǔn)諧振零電壓開關(guān)反激轉(zhuǎn)換器，采用輕載頻率折返、中載谷底跳周期等靈活的電源管理機(jī)制，通過限制開關(guān)頻率在全負(fù)載范圍內(nèi)保持高能效。在谷底跳周期模式下，意法半導(dǎo)體自研谷底鎖定技術(shù)可穩(wěn)定跳過的谷底數(shù)量，避免產(chǎn)生音頻頻段波動，確保全負(fù)載工況靜音運(yùn)行?？蛰d突發(fā)模式可將待機(jī)功耗降至30mW以下。

此外，線路電壓前饋可以精準(zhǔn)控制每個開關(guān)周期傳輸?shù)碾娔?，在輸入電壓波動時保持輸出功率穩(wěn)定。同時，動態(tài)消隱時間限制開關(guān)頻率的變化，最大限度降低開關(guān)損耗。兩款轉(zhuǎn)換器均集成完善的電氣安全保護(hù)功能，涵蓋輸入輸出過壓保護(hù)、過熱關(guān)斷、欠壓上電保護(hù)、欠壓掉電保護(hù)。

VIPerGaN100W和VIPerGaN100WB是意法半導(dǎo)體VIPerGaN產(chǎn)品家族新成員，現(xiàn)在可以通過意法半導(dǎo)體官網(wǎng)商城和代理商購買。