STMicroelectronics ha presentato due convertitori ad alta tensione VIPerGaN da 100 Watt, estendendo il risparmio energetico della tecnologia wide-bandgap a elettrodomestici, automazione domestica e degli edifici, illuminazione intelligente e prodotti di consumo, tra cui televisori e caricabatterie.
I nuovi convertitori includono il VIPerGaN100W, con un limite di corrente di drain di 3,5 A, e il VIPerGaN100WB, con un limite di corrente di 4,2 A per gestire picchi di potenza a breve termine fino a 125 W. Questa maggiore flessibilità evita ai progettisti di sovradimensionare i circuiti di potenza in apparecchiature contenenti carichi induttivi come elettrovalvole o motori, ad esempio in macchine da caffè, piccoli elettrodomestici e condizionatori d’aria. Entrambi i convertitori sono compatibili con l’intervallo di tensione di ingresso AC universale, da 85 V a 265 V, e forniscono 100 W da un’alimentazione di 185 V.
Il transistor di potenza al nitruro di gallio (GaN) da 700 V presente in ciascun convertitore garantisce robustezza e affidabilità, con una resistenza RDS(on) estremamente bassa di 0,27 mΩ che contribuisce a ottenere eccellenti prestazioni termiche. I dispositivi QFN da 5 mm x 6 mm integrano sia il convertitore flyback che il gate driver GaN, evitando ai progettisti di dover regolare finemente la resistenza e l’induttanza del gate per ottimizzare le prestazioni di commutazione.
D’altro canto, sfruttare l’elevata frequenza di commutazione garantita dai transistor di potenza GaN consente ai progettisti di utilizzare piccoli componenti passivi per ottenere un’eccezionale efficienza energetica e densità di potenza. A dimostrazione di ciò, ST ha realizzato il progetto di riferimento EVLVIPGAN100WP per un adattatore USB Type-C Power Delivery 3.0 da 100 W con il VIPERGAN100W. Con cinque impostazioni di uscita da 5 V/3,0 A a 20 V/5,0 A, regolazione sul lato secondario e feedback tramite optoaccoppiatore, il progetto di riferimento raggiunge un’efficienza di picco superiore al 92% e una densità di potenza di 24 W/in3.
I modelli VIPerGaN100W e VIPerGaN100WB integrano un convertitore flyback che opera in modalità quasi-risonante con commutazione a tensione zero. In questo caso, la gestione flessibile dell’alimentazione limita la frequenza di commutazione per garantire un’efficienza ottimale su tutta la gamma di carico, inclusa la riduzione della frequenza a basso carico e la modalità valley skipping a carico medio. La tecnologia proprietaria Valley Lock di ST stabilizza il numero di salti per prevenire variazioni alle frequenze audio e garantire così un funzionamento silenzioso con tutti i carichi. La modalità burst a vuoto riduce il consumo energetico al di sotto dei 30 mW.
Inoltre, la regolazione anticipata della tensione di linea affina il controllo dell’energia per ciclo, stabilizzando la potenza al variare della tensione di ingresso. Il tempo di blanking dinamico, inoltre, limita la variazione della frequenza di commutazione per ridurre al minimo le perdite di commutazione. Entrambi i convertitori integrano protezioni contro sovratensione in ingresso e in uscita, sovratemperatura, calo di tensione in ingresso e calo di tensione in uscita.
Ampliando la famiglia di convertitori integrati VIPerGaN di ST, i modelli VIPerGaN100W e VIPerGaN100WB sono ora disponibili presso l’eSTore e i distributori a partire dal prezzo unitario di 1,25 dollari per ordini di 1000 pezzi.
Ulteriori informazioni sono disponibili alla pagina Experience silent power with the advanced 700 V GaN converter e alla nota applicativa 100 W USB power delivery adaptor reference design with VIPERGAN100W
