STMicroelectronics EVLVIPGAN50FL 15V/50W QR 反激式轉(zhuǎn)換器采用15V-50W SSR隔離式反激轉(zhuǎn)換器，開發(fā)用于通用應(yīng)用。STMicroelectronics轉(zhuǎn)換器的工作電壓范圍為90VAC至265V AC 。該參考設(shè)計(jì)基于VIPERGAN50。VIPERGAN50是一款先進(jìn)的離線高壓轉(zhuǎn)換器。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics EVLVIPGAN50FL 15V，50W QR反激式轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 通用輸入電源范圍：90VAC至265VAC
• 頻率：50Hz至60Hz
• 輸出電壓：15V
• 輸出電流：3.35A
• 待機(jī)電源功耗：<85mW（230VAC時(shí)）
• 平均效率：>90%
• 在整個(gè)輸入和輸出范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)精確的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)
• 得益于頻率抖動(dòng)特性，即使使用較小的EMI濾波器，也能滿足IEC55022 B類傳導(dǎo)EMI要求
• 符合RoHS指令

示意圖

基于VIPERGAN50的50W QR反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與應(yīng)用解析

一、核心芯片架構(gòu)與特性分析

?1. VIPERGAN50技術(shù)突破?
STMicroelectronics推出的VIPERGAN50是集成功率GaN技術(shù)的離線高壓轉(zhuǎn)換器，具備以下核心特性：

• ?650V PowerGaN與SenseFET集成?：融合硅基senseFET與高壓?jiǎn)?dòng)電路，顯著降低開關(guān)損耗
• ?準(zhǔn)諧振(QR)控制?：支持動(dòng)態(tài)消隱時(shí)間與可調(diào)谷底同步延遲功能，實(shí)現(xiàn)全輸入電壓/負(fù)載范圍效率最優(yōu)
• ?谷底鎖定機(jī)制?：確保恒定的谷底跳過，避免變頻噪聲
• ?輸入電壓前饋補(bǔ)償?：使過功率保護(hù)(OPP)動(dòng)作獨(dú)立于電網(wǎng)波動(dòng)
• ?頻率抖動(dòng)技術(shù)?：通過±6%的開關(guān)頻率調(diào)制，大幅降低EMI干擾

?2. 保護(hù)機(jī)制完善性?
該方案內(nèi)置多重保護(hù)電路：

• 可設(shè)置輸入過壓保護(hù)(OVP)
• 可配置布朗輸入/布朗輸出保護(hù)
• 可調(diào)節(jié)輸出過壓保護(hù)
• 輸出過載保護(hù)
• 過流保護(hù)(OCP)前沿消隱(LEB)
• 芯片內(nèi)置熱關(guān)斷功能

二、電路設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

?1. 功率拓?fù)湓O(shè)計(jì)?
如數(shù)據(jù)手冊(cè)圖1所示，主板采用經(jīng)典反激拓?fù)洌?/p>

• ?輸入級(jí)?：保險(xiǎn)絲F1+壓敏電阻RV1構(gòu)成過流/過壓防護(hù)，π型濾波器(C1/L1/C2)滿足IEC55022 Class B傳導(dǎo)EMI標(biāo)準(zhǔn)
• ?功率級(jí)?：變壓器T1采用9引腳設(shè)計(jì)，副邊同步整流采用MOSFET(Q2)搭配專用驅(qū)動(dòng)芯片
• ?控制級(jí)?：VIPERGAN50外圍配置谷底檢測(cè)(ZCD)、供電(VDD)和反饋(FB)網(wǎng)絡(luò)

?2. 效率優(yōu)化措施?

• ?同步整流設(shè)計(jì)?：副邊采用MOSFET替代肖特基二極管，降低導(dǎo)通損耗
• ?自適應(yīng)突發(fā)模式?：輕載時(shí)自動(dòng)降低開關(guān)頻率，將待機(jī)功耗控制在<85mW@230VAC
• ?軟啟動(dòng)功能?：內(nèi)置緩啟動(dòng)電路，防止變壓器磁飽和

三、性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)解讀

?電氣參數(shù)驗(yàn)證?：

• ?輸入范圍?：90-265VAC寬電壓設(shè)計(jì)，支持全球電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
• ?輸出特性?：15V/3.35A穩(wěn)定輸出，峰值功率50W
• ?能效表現(xiàn)?：平均效率>90%，滿足能效法規(guī)要求
• ?溫度特性?：全負(fù)載范圍內(nèi)溫升<40℃（基于熱阻模型計(jì)算）

四、工程應(yīng)用指南

?1. PCB布局建議?

• 高壓區(qū)域(AC輸入、變壓器原邊)與低壓區(qū)域間距≥8mm
• VIPERGAN50散熱焊盤需連接至大面積銅箔
• 反饋信號(hào)走線應(yīng)遠(yuǎn)離開關(guān)節(jié)點(diǎn)

?2. 參數(shù)調(diào)整方法?

• ?輸出OVP設(shè)置?：通過修改R47/R48分壓比調(diào)整保護(hù)閾值
• ?布朗保護(hù)點(diǎn)?：調(diào)節(jié)R1/R2阻值改變啟停電壓
• ?開關(guān)頻率?：外部電阻R26可配置工作頻率(65-130kHz)

?3. 故障排查流程?

• ?無(wú)輸出?：檢查VDD引腳電壓(正常12-18V)，確認(rèn)啟動(dòng)電阻R51阻值
• ?效率偏低?：檢測(cè)同步整流驅(qū)動(dòng)時(shí)序，優(yōu)化變壓器耦合系數(shù)
• ?EMI超標(biāo)?：驗(yàn)證頻率抖動(dòng)功能是否啟用，檢查濾波器元件取值

五、行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

該設(shè)計(jì)方案適用于：

• ?工業(yè)電源?：PLC模塊、傳感器供電
• ?消費(fèi)電子?：大功率適配器、電視待機(jī)電源
• ?通信設(shè)備?：基站輔助電源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備電源模塊