STMicroelectronics EVLSTACF01-65WU USB-PD演示板STACF01是一款65W有源鉗位反激式 (ACF) 轉換器，設計用于評估STACF01 ACF控制器。STMicroelectronics EVLSTACF01-65WU板可接收通用交流輸入電壓，并根據(jù)USB PD規(guī)格提供5V到20V的可選輸出電壓。在初級側，STACF01與帶高壓驅動器的600V半橋增強型GaN HEMT MasterGaN1L搭配使用。STACF01集成了降壓升壓功能，使該設備可通過單個變壓器輔助繞組實現(xiàn)低待機功耗。STACF01還集成了800V額定高壓啟動功能，提供全套保護和功能，如AC掉電、X-CAP放電、過載/短路保護和輸出過壓保護。二次側采用基于SRK1004的同步整流，以提高效率。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics EVLSTACF01-65WU USB-PD演示板STACF01數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 通用輸入電壓范圍：90VAC 至264V AC ，47Hz至63Hz
• 最大輸出功率：65 W
• 可選輸出電壓選項：5VDC 、9VDC 、12VDC 、15VDC 和20VDC
• 滿載峰值效率：93.7%（在230VAC 時）
• 待機功耗
  • 46mW（115VAC 時）
  • 62mW（230VAC 時）

示意圖

STACF01演示板技術解析：65W USB-PD主動鉗位反激方案設計?

?一、核心特性與系統(tǒng)架構?

STMicroelectronics推出的EVLSTACF01-65WU是一款基于STACF01控制器的主動鉗位反激（ACF）電源演示板，專為USB-PD適配器設計。其核心優(yōu)勢包括：

• ?寬輸入范圍?：支持90-264VAC全球電壓輸入，兼容47-63Hz電網頻率。
• ?高效能轉換?：峰值效率達93.7%（230VAC滿載），待機功耗低至46mW@115VAC。
• ?靈活輸出?：通過USB-PD協(xié)議支持5/9/12/15/20V多檔輸出電壓可調。

關鍵器件組合：

• ?主控芯片?：STACF01（集成800V高壓啟動和X-CAP放電功能）
• ?功率器件?：MasterGaN1L（600V GaN半橋模塊）
• ?同步整流?：SRK1004控制器

?二、關鍵電路設計解析?

?1. 輸入濾波與整流?

• ?EMI抑制?：采用π型濾波網絡（C1/C2 47nF X2電容 + L1 10mH共模電感）
• ?浪涌保護?：NTC熱敏電阻（B57237S0109M）限制啟動電流
• ?整流拓撲?：GBL08 800V橋堆實現(xiàn)全波整流，后接120μF/400V電解電容（C3）儲能

?2. 主動鉗位電路?

• ?GaN驅動?：STACF01通過10Ω柵極電阻（R6/R7）驅動MasterGaN1L的HS/LS引腳
• ?鉗位電容?：C4（150nF/450V）與D3（GF1M）組成能量回收通路
• ?變壓器設計?：RM8磁芯變壓器（T201210A-007）實現(xiàn)初級-次級隔離

?3. 同步整流設計?

• ?SRK1004配置?：通過0.39Ω電流檢測電阻（R16/R18）實時監(jiān)測次級電流
• ?MOSFET選型?：FDMS86180（100V/151A）作為同步整流管，由U4直接驅動

?三、性能優(yōu)化設計?

1. ?低待機功耗實現(xiàn)?
   • 采用STACF01內置Buck-Boost電路，僅需單輔助繞組（VAUX）供電
   • 關鍵器件：
     • D6（STPS3150U）超低反向恢復二極管
     • C29（47μF/50V）儲能電容
2. ?動態(tài)響應增強?
   • 補償網絡：R8（20kΩ）+ C14（N.M.）構成Type II補償
   • 帶寬控制：C21（470pF）限制高頻振蕩
3. ?保護機制?
   • ?過流保護?：CS引腳通過0.39Ω電阻檢測初級電流
   • ?過壓保護?：DDZ9691-7（D7/D9）箝位輸出電壓
   • ?過熱保護?：MasterGaN1L內置溫度傳感器

?四、PCB布局要點?

• ?功率路徑?：
  • 初級大電流走線寬度≥2mm（如BULK+至變壓器路徑）
  • 次級采用開爾文連接降低檢測誤差（SRK1004的SENSE引腳）
• ?噪聲抑制?：
  • GaN驅動回路面積<1cm2（HS/LS走線平行等長）
  • 光耦U3（VOS617A）鄰近COMP引腳布局

?五、測試數(shù)據(jù)與選型建議?

• ?效率曲線?：

  負載條件	效率（230VAC）	效率（115VAC）
  20%負載	92.1%	90.8%
  50%負載	93.5%	92.3%
  100%負載	93.7%	92.0%

• ?器件替代方案?：

  • MasterGaN1L可替換為STDRIVEG600（需調整驅動電阻）
  • SRK1004兼容NCP4306（需修改反饋網絡）