基於ST VIPERGAN65 的65W PD 快充方案

PD快充在日常生活種已非常普及,ST推出的內置氮化鎵(GAN)MOS的 緊湊型控制晶片,尺寸僅為5*6mm, 工作頻率最高可達240K,非常適合用於PD快充及緊湊型電源。

VIPERGAN65介紹:
VIPERGAN65是一款高壓轉換器,內置氮化鎵 MOS(Gan MOS ), 專為中功率准諧振反激式轉換器設計,能夠在寬範圍內提供高達65W的輸出功率。低靜態電源管理功能用於實現低待機功耗。前饋補償使全電壓範圍內的最大輸出峰值功率區域一致。
VIPERGAN65還提供了可顯著提高產品安全性和可靠性的保護功能:OVP, OTP,OLP.Brown-in,Brown-out,以及輸入過壓保護(iOVP)。所有保護均為自動重啟模式。




65W方案介紹:
本方案設計了65W PD快充,採用反激拓撲,運行於QR模式,可以有效的提高效率,初級側主控晶片使用ST  VIPERGNA65, 次級側同步整流控制器使用ST SRK1001,協議晶片採用 ST STUSB476QTR ,輸出接口為主流的USB Type-C。
原理圖如下:

 
變壓器使用RM10磁芯,初次級匝比為6,電感量500uH. 變壓器結構圖如下:

 電路原理圖,測試報告,BOM 可以下載附件做參考。

注1:參考文章 ST VIPERGAN65 規格書,網址  VIPERGAN65 - Advanced quasi-resonant offline high voltage converter with E-mode GaN HEMT - STMicroelectronics
注2:參考文章 ST 應用手冊 AN5910 ,    網址 VIPERGAN65 - Advanced quasi-resonant offline high voltage converter with E-mode GaN HEMT - STMicroelectronics

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

65W DEMO Board 優勢: •4個功率點平均效率:>92% •空載待機功耗功耗:<50 mW(@230 VAC) •EMI符合IEC55022 B •VIPERGAN65集成 650V 氮化鎵MOS(GaN)可實現緊湊、簡化的PCB布局和減少BOM •具有動態消隱時間和可調谷底同步延遲功能的QR,可在任意輸入線路和負載條件下最大化效率 •谷底鎖定 •輸入電壓前饋補償OPP •頻率抖動可抑制EMI

►方案規格

65W DEMO Board 規格: •輸入電壓:90 --264 VAC,頻率47 --63 Hz •輸出電壓:單Type_C 輸出5 V--20 VDC •輸出功率:最大20 V 3.25 A@ 65 W •尺寸:70 x 35 x 25 mm(長x寬x高) •功率密度:>22 W/in3 •效率:符合歐盟CoC Tier 2和DoE Level 6效率要求,230 VAC 65W時峰值效率>93%

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