ST VIPERGAN50/65/100系列高压氮化镓转换器，支持最高100W输出功率
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vipergan50、vipergan65和vipergan100是意法半导体vipergan系列中首款高压gan转换器，可在宽范围工作电压（9v至23v）中分别提供50w、65w和高达100w的功率。我们还推出了evlvipgan100pd，这是我们首款用于usb-pd应用的vipergan100评估板。vipergan器件使用650v氮化镓（gan）晶体管，这意味着在自适应突发模式开启时，待机模式下的功耗低于30mw。qfn 5mmx6mm封装也使其在业内同等功率输出中拥有较小的封装尺寸。
虽然器件相似，但由于gan晶体管的rds(on)较低（vipergan50为450 mω；vipergan65为260mω；vipergan100为225mω），因此输出功率可能更高。vipergan100在欧洲电压范围（185-265vac）内可提供100w的输出功率。其他情况下，则将提供75w（85-265vac）的功率。此外，所有器件均可实现引脚兼容，工程师无需大幅改变pcb布局或设计即可快速互换。因此，我们的团队希望通过更实用的产品组合来降低gan的门槛。
为何选择qr zvs反激式转换器？
应用不断对功率密度提出更高要求 ▲越来越小的充电器 在2002年11月的an1326（l6565准谐振控制器）应用笔记中，我们解释了工程师经常在电视和其他电器的开关模式电源(smps)中使用准谐振(qr)零电压开关(zvs)，也称为开启时谷底开关。其拓扑结构至今依然适用，并已出现在更多产品中。其原因在于，功率包络的密集度每过十年就会显著增加。例如，现在像素更高的电视，其功耗要求也更为严格。同样，虽然50w充电器并非新产品，但消费者需要的是外观轻便，且能给笔记本电脑、平板电脑、手机和其他设备快速充电的产品。
qr zvs反激式转换器不断需求更高效率 业界经常选用准谐振转换器，主要原因在于其较高的效率。传统pwm转换器中，在电压最高时开启器件，会导致功率损耗随开关频率的增加而上升。工程师可使用缓冲电路缓解此类情况，但提高效率的有效途径是软开关，即在电压或电流为零时进行开关。为此，通过谐振（电感-电容或lc）将方波信号转换为正弦波形。在zvs中，启动发生在曲线底部或谷底。多年来，工程师试图提高qr zvs反激式转换器效率，而gan恰巧可以满足这一需求。
为何选择vipergan50、vipergan65或vipergan100？
gan晶体管
▲vipergan器件
vipergan50、vipergan65和vipergan100使用与mastergan系列相同的650v gan晶体管，因此具有类似优势。例如，gan高电子迁移率意味着器件可适用于高开关频率。因此，器件可承受更大负载，同时减少损耗。有鉴于此，gan可用于制造可输出更高功率，同时整体尺寸更小的电源。从时间来看，vipergan50率先问世。此后，意法半导体陆续发布了具有更大输出功率的型号来展示其对gan的承诺。
多模式操作 新器件可通过多模式操作优化其性能。简言之，vipergan50、vipergan65或vipergan100可根据负载调整其开关频率。在重负载期间，准谐振电路可将gan的导通与变压器去磁（zcd引脚）同步，显著减少损耗。同样，重负载载或中等负载会触发跳谷。概括而言，负载降低时，晶体管可跳过一个或多个谷底。在这种情况下，开关频率会降低以限制损耗。
同样，频率折返模式可在中等和轻负载期间降低频率，但确保其保持在某个阈值以上以防止噪声。最后，在轻载或空载时，突发模式可将开关频率限制在几百赫兹，同时保持恒定峰值电流以防止噪声。在最后一种模式中，vipergan50、vipergan65和vipergan100的静态电流仅为900µa。因此，新器件可助力满足要求更高能效以节省全球资源的新环境法规。
▲vipergan50多模式操作
保护功能 传统上，工程师添加外部器件以提供安全功能并保护其电路。vipergan50、vipergan65和vipergan100可极大提高效率，这意味着意法半导体有空间容纳更多的安全功能。因此，设计师在电路板上需要更少的组件，从而减少所用材料。举例而言，新器件是viper plus系列中首款提供输入过压保护(iovp)以防止突然电压尖峰的器件。同理，brown-in/brown-out功能通过设置启动运行和停止运行的最小输入电压监控电源电压，以保护系统免受不可靠电源的影响。这些功能的优先级高于更常见的过温和过载/短路保护。
如何入门？
▲evlvipgan100pd
建议入门者从评估板开始熟悉。我们即将推出evlvipgan100pd，这是一款采用了power delivery 3.0的100w usb-c应用参考设计。该板具有五种电源传输模式：5v-3a、9v-3a、12v-3a、15v-3a、20v-5a，团队可由此打造一个带原理图的硬件平台，用于启动其自定义pcb和配置文件，这些pcb和配置接近其在应用中使用的配置文件。无论电源电压是115v还是230v，即使在50%的负载下，系统的峰值效率依然超过90%。
该板还使用基于l6564的功率因数校正系统来限制失真。
st已经发布了两个带vipergan50的pcb。 evlvipgan50pd将帮助工程师开发45w usb power delivery应用。该板甚至附带功率配置文件，可作为参考设计。团队还可以使用evlvipgan50fl，用于实现15v/50w反激式转换器。因此，与usb系统专用平台相比，该板支持通用性更强的应用，也使得工程师能够快速启动应用。最后是带vipergan65的评估板evlvipgan65pd，其同样面向usb power delivery电源。
end
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虽然器件相似，但由于gan晶体管的rds(on)较低（vipergan50为450 mω；vipergan65为260mω；vipergan100为225mω），因此输出功率可能更高。vipergan100在欧洲电压范围（185-265vac）内可提供100w的输出功率。其他情况下，则将提供75w（85-265vac）的功率。此外，所有器件均可实现引脚兼容，工程师无需大幅改变pcb布局或设计即可快速互换。因此，我们的团队希望通过更实用的产品组合来降低gan的门槛。
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qr zvs反激式转换器不断需求更高效率 业界经常选用准谐振转换器，主要原因在于其较高的效率。传统pwm转换器中，在电压最高时开启器件，会导致功率损耗随开关频率的增加而上升。工程师可使用缓冲电路缓解此类情况，但提高效率的有效途径是软开关，即在电压或电流为零时进行开关。为此，通过谐振（电感-电容或lc）将方波信号转换为正弦波形。在zvs中，启动发生在曲线底部或谷底。多年来，工程师试图提高qr zvs反激式转换器效率，而gan恰巧可以满足这一需求。
为何选择vipergan50、vipergan65或vipergan100？
gan晶体管
▲vipergan器件
vipergan50、vipergan65和vipergan100使用与mastergan系列相同的650v gan晶体管，因此具有类似优势。例如，gan高电子迁移率意味着器件可适用于高开关频率。因此，器件可承受更大负载，同时减少损耗。有鉴于此，gan可用于制造可输出更高功率，同时整体尺寸更小的电源。从时间来看，vipergan50率先问世。此后，意法半导体陆续发布了具有更大输出功率的型号来展示其对gan的承诺。
多模式操作 新器件可通过多模式操作优化其性能。简言之，vipergan50、vipergan65或vipergan100可根据负载调整其开关频率。在重负载期间，准谐振电路可将gan的导通与变压器去磁（zcd引脚）同步，显著减少损耗。同样，重负载载或中等负载会触发跳谷。概括而言，负载降低时，晶体管可跳过一个或多个谷底。在这种情况下，开关频率会降低以限制损耗。
同样，频率折返模式可在中等和轻负载期间降低频率，但确保其保持在某个阈值以上以防止噪声。最后，在轻载或空载时，突发模式可将开关频率限制在几百赫兹，同时保持恒定峰值电流以防止噪声。在最后一种模式中，vipergan50、vipergan65和vipergan100的静态电流仅为900µa。因此，新器件可助力满足要求更高能效以节省全球资源的新环境法规。
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原文标题：st vipergan50/65/100系列高压氮化镓转换器，支持最高100w输出功率
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