VIPerGaN50是ST VIPerGaN系列產品中的第一位成員。VIPerGaN 系列產品隸屬于VIPerPlus。傳統的VIPerPlus系列的產品結構是將一顆PWM控制器以及高壓的功率器件集成在一個封裝內。ST的VIPerGaN 產品系列相當于將傳統的硅基高壓功率器件替換成氮化鎵功率器件，與傳統的VIPerPlus 系列一樣， VIPerGaN 產品具有低待機功耗、高效率的優勢。器件穩定及ESD防護，且芯片內部支持多種保護功能。
對于使用者來說，更容易實現低功耗，并且同時節省了使用者的材料清單里器件的數量。從上圖可以看出，VIPerGaN50可以支持的功率最大，可以到50W，內部的氮化鎵功率器件耐壓是650V。VIPerGaN50的加入，同時也打破了傳統VIPerPlus功率在20W以內的限制。
VIPerGaN50將最新的PWM控制器功能和技術與寬帶技術相結合。它采用650V耐壓的氮化鎵高電子遷移率晶體管，作為集成電源設備，搭配最新的全功能PWM控制器和所有的VIPerPlus系列一樣，VIPerGaN內置了高壓啟動功能以及各種保護功能。
內置的氮化鎵晶體管和柵極驅動器，允許有效的準諧振PWM控制器，開關頻率最大可以運行到240K赫茲，以保持外部磁性元件的小型化以及非常緊湊的布局。VIPerGaN除了具有氮化鎵的低開關損耗和傳導損耗的優點外，還集成了動態消隱及可調谷同步和自適應突發模式，使所有功率水平的功耗最小化，并且它的待機功耗僅為30毫瓦。所有的這些功能都集成在一個非常小的封裝，QFN5x6的封裝內，使用VIPerGaN進行設計，可以使材料清單非常簡單，便于設計緊湊和高效的交直流轉換電源。
嵌入在VIPerGaN50中的氮化鎵晶體管具有650V的耐壓。但在其850V的耐壓下，可維持最多1微秒的脈沖時間。該功率器件的導通電阻為450毫歐，極電流可達4A。雖然VIPerGaN50的RDS(on)很低，開關損耗很低。
但在芯片的散熱設計的時候，需要注意的是，在封裝的底部有一個裸露的散熱焊盤。該焊盤應連接到足夠的銅平面，以優化開關性能和散熱性能。目前在我們的官網上可以找到兩款有關VIPerGaN50的評估版。兩塊評估板都可以支持，85V到265V的交流。
如上圖所示。目前在ST官網上可以找到兩款有關VIPERGAN50的評估板。兩個評估板都能提供85到265VAC的輸入范圍。一種是固定輸出的，固定電壓輸出的評估板輸出電壓固定在12V，電流最大可以到4.2A。另外一塊，評估板可以支持USB PD的輸出，輸出電壓可以支持到5V到20V直流輸出。輸出的功率最大可以支持到45W。
這兩塊評估板都非常有助于為大型和小型電器。電動汽車充電器、照明運動控制輔助用品和緊湊型USB 電。電源的小型化設計。VIPerGaN50具有非常豐富的功能。這些功能可以通過簡單的外圍電路進行選擇控制。
如圖所示。四個接地引腳和裸露的墊片應綁在牢固的接地平面上，以降低噪聲和熱阻。兩個漏極引腳直接連接到輸出功率晶體管的漏極。BR引腳提供brown in ?brown ?out 的功能, IOVP為輸入過壓設置。
HV為集成高壓啟動電路設置。TB是一個重要的引腳，用于控制動態效應，時間和股同步調整, fb 是占空比控制的反饋引腳，ZCD用于感應變壓器消磁的過淋檢測以及前饋補償和輸出OVP傳感，VDD為電源電壓，最后的DRV引腳是集成氮化鎵三級驅動器的旁路引腳。
接下來將為大家簡單介紹一下ST 45W USB PD評估版的性能及參數。目前45W評估版可以支持85V到265V，交流電壓輸入，輸出支持5V 3A，9V 3A，12V 3A，15V 3A、20V 2.25A。板子尺寸為63x32x22毫米。
其最大輸出功率可以支持45W。功率密度為18.3V每立方英寸。峰值效率可以到92%以上。這里是評估版各個重要器件，分別在115V和230V交流輸入時的溫度數據的展示。
原文始發于微信公眾號（意法半導體工業電子）：意法半導體在寬禁帶高性能氮化鎵（GaN）產品和技術及不同應用案例分享 （下）
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