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(wěn)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供電端口的開發(fā)板也即將面世。

為什么選擇QR ZVS反激式轉換器？

越來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關電源(SMPS)中使用準諧振(QR)零電壓開關(ZVS)，也稱為谷底開通，該拓撲結構正出現(xiàn)在更多產(chǎn)品中。原因在于，功率密度每過十年就變得越來越高。例如，現(xiàn)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(tǒng)PWM轉換器在電壓最高時開啟器件，這會導致功率損耗隨開關頻率的增加而增加。工程師可使用緩沖電路緩解此類情況，但提高效率的最佳方法是軟開關，這意味著在電壓或電流為零時進行開關。為此，通過諧振（電感-電容或LC）將方波信號轉換為正弦波形。在ZVS中，啟動發(fā)生在曲線底部或谷底。多年來，工程師試圖提高QR ZVS反激式轉換器效率，而GaN正好給出一個新答案。  

VIPerGaN50 有哪些獨特優(yōu)勢？

先進的GaN晶體管特性。VIPerGaN50 使用與MASTERGAN系列相同的650 V GaN晶體管，因此具有類似優(yōu)勢。例如，GaN的高電子遷移率意味著該器件可適用于高開關頻率。因此，該器件可承受更大負載，同時減少損耗。有鑒于此，GaN可用于制造可輸出更高功率、同時整體尺寸更小的電源。VIPerGaN50 是意法半導體此類別的首款產(chǎn)品，因此具有極大象征意義。意法半導體將繼續(xù)把GaN作為業(yè)務發(fā)展重點，使用具有更高規(guī)格的晶體管。因此，未來的 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(jù)其負載調整其開關頻率，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) 模式配合零壓開關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關損耗，并利用意法半導體專有的谷底鎖定技術防止產(chǎn)生人耳可以聽到的噪聲。

頻率折返模式配合零壓開關可確保在輕負載條件下實現(xiàn)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，包括輸出過壓保護、brown-in/brown-out，以及輸入過壓保護。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溫保護和最大限度地減少 EMI的頻率抖動功能。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。