基于ST VIPERGAN100的100W USB电源输送适配器参考设计方案

EVLVIPGAN100PD是一个 100 W 的QR 模式的反激适配器电源，具有USB Type-CTM PD的高效能参考设计方案，它是一款基于 VIPERGAN100 的隔离式电源是一款新型离线高压转换器，具有 650 V HEMT 功率 GaN 晶体管，专为准谐振反激式转换器设计，能够在宽范围内提供高达 100 W 的输出功率。该方案具有：峰值效率 > 92%，符合IEC55022 B级传导电磁干扰，有减少的EMI滤波器。评估板是使用意法半导体公司的新型先进离线切换器VIPERGAN100开发的。为提高系统效率，在二次侧整流部分运用了SRK1001自适应同步整流控制器。该评估板实现了一个强大的适配器，可针对输出过压、输出欠压、输出过功率和输出短路提供保护。用较少的物料清单获得具有成本效益和快速设计的适配器。

    VIPERGAN100是一款高压转换器，专为中功率准谐振ZVS（开关接通时的零电压开关）反激式转换器而设计，能够在宽范围内提供高达75W的输出功率，在欧洲范围内提供高达100W的输出功率，或者在前端配备PFC。它集成了一整套功能，提供了一个极其灵活和易于使用的芯片，并有助于设计高效的离线电源。具有动态消隐时间特征和谷同步功能的ZVS准谐振操作，总是在漏极谐振的谷底时接通电源开关，降低了开关损耗，并在任何输入线路和负载条件下最大化了总效率。先进的电源管理和低静态有助于实现低待机功耗。前馈补偿使整个输入电压范围内的最大输出峰值功率变化最小化。所有保护均为自动重启模式650V功率GaN，具有嵌入式传感FET（Si）和高压启动。QR操作具有动态消隐时间和可调谷同步延迟功能，可在任何输入线和负载条件下最大限度地提高效率。谷底锁定，确保不断的谷底跳跃。输入电压前馈补偿，用于独立于电源的OPP干预。自适应突发模式，可在轻负载条件下进行高级电源管理。抑制EMI的频率抖动。

    除了上述功能外，该设备还提供了显著提高最终产品安全性和可靠性的保护功能：输出过电压保护、超温保护（OTP）、过载保护（OLP）、棕色输入/输出保护，可将输入电压电平设置为通电和断电转换器，以及输入过电压保护（iOVP），可在输入线路异常增加的情况下保护系统。

Demo 板原理图：

 原厂链接：

100 W USB Power delivery adaptor reference design with VIPERGAN100 - Application note (st.com)

VIPERGAN100 - Advanced quasi-resonant offline high voltage converter with E-mode GaN HEMT - STMicroelectronics

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

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►方案方块图

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►核心技术优势

•输入电压：通用交流电，从90 VAC到264 VAC，频率为47 Hz到63 Hz •输出电压：单C型输出5 VDC–20 VDC •输出功率：最大20 V 5 A 100 W。 •尺寸：83.3 X 40.7 X 20 mm（长X宽X高） •功率密度（未装箱）：>24 W/in3 •PCB铜厚度为2.0 oz。 •效率：满足CoC Tier 2和DoE Level 6效率要求，230 VAC时峰值效率>920瓦 •基于L6564的PFC级（在转换模式（TM）下运行的电流模式PFC控制器） •基于VIPerGaN100高压转换器的反激级，带有用于电压调节的光耦反馈和SRK1001自适应同步整流控制器，以提高系统效率 •具有动态消隐时间和可调谷同步延迟的准谐振操作功能，以在任何输入线路和负载条件下最大限度地提高效率 •集成GaN IC VIPERGAN100实现了紧凑、简化的PCB布局和材料清单的减少 •支持USB供电

►方案规格

•峰值效率：>92%。 •符合IEC55022 B级传导电磁干扰，即使有减少的EMI滤波器。 •符合RoHS。 •具有动态消隐时间和可调谷同步延迟功能的QR操作，可在任何输入线路和负载条件。 •自适应突发模式，可在轻负载条件下进行高级电源管理。 •抑制EMI的频率抖动。