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▲가전제품용 고속 충전기, 어댑터, 전원공급장치에 적합 

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 초소형의 경제적인 전원공급장치, 어댑터, USB-PD(Power Delivery) 고속 충전기를 위해 범용 입력 전압으로 최대 65W까지 지원하는 SOIC16 패키지 기반 VIPerGaN65D 플라이백 컨버터를 출시했다.

이 유사공진(Quasi-Resonant) 오프라인 컨버터는 700V GaN(Gallium Nitride) 트랜지스터와 최적화된 게이트 드라이버를 비롯해 일반 보호 기능까지 통합해 전력 밀도와 효율성을 향상시키는 와이드 밴드갭(Wide-Bandgap) 기술을 손쉽게 이용하도록 해준다. 최대 240kHz에서 동작하는 GaN 트랜지스터는 스위칭 손실을 최소화함으로써 소형의 플라이백 트랜스포머 및 수동 부품을 사용하여 컴팩트한 저비용의 회로 기판을 구현한다.

VIPerGaN 제품군의 다른 모델들은 5mm x 6mm 크기의 DFN 패키지로 제공되는 반면, VIPerGaN65D는 보다 일반적인 SO16n(협폭) 패키지로 제공된다.

이 컨버터는 제로 전압 스위칭(ZVS: Zero-Voltage Switching) 방식으로 동작하며, GaN 트랜지스터가 드레인 공진 밸리 시에도 항상 턴온 상태를 유지하도록 밸리 동기화 지연(Valley-Synchronization Delay)을 조정한다. 또한, 동적 블랭킹 시간(Dynamic Blanking Time)으로 증가하는 입력 전압에 따라 효율성을 유지하며, 모든 라인 및 부하 조건에서 효율성을 전반적으로 극대화하도록 조정이 가능하다. 뿐만 아니라, 피드포워드 보상(Feedforward Compensation) 기능을 통해서는 입력 전압 범위에서 입력 피크 전력 변동을 최소화한다.

VIPerGaN65D는 3.5A의 전류 제한 기능을 통해 85V ~ 265V에 이르는 범용 입력 전압 범위로 설계할 경우, 컨버터가 최대 65W를 제공할 수 있다. 185V ~ 265V의 입력 전압 범위로 설계하면, 최대 85W의 정격 전압을 출력한다. 대기 전력은 30mW 미만으로, 최신 국제 에너지 효율 표준의 요구사항을 충족한다.

VIPerGaN65D는 소형의 저비용 고속 충전기 및 어댑터를 구현할 수 있으며, 세탁기, 식기세척기, 커피머신, TV, 셋톱박스, 디지털 카메라, 휴대용 오디오 플레이어, 무선 면도기 등에 전원을 공급한다. 또한, 데스크톱 PC 및 서버, 빌딩 및 홈 자동화 장비, 에너지 계량기, 가정용 및 건축용 조명, 에어컨 등의 보조 전원에도 사용된다.

VIPerGaN65D는 효율성을 최적화하고 시스템 보호 기능을 활성화하는 데 필요한 정밀 전류 감지 기능을 제공하는 SENSEFET(전류 감지 전력 MOSFET)를 통합하고 있어 부품원가(BOM) 최소화에 도움을 준다. 과전류 보호, 출력 과전압 보호, 입력 전압 피드포워드 보상, 브라운인(Brown-in)/브라운아웃(Brown-out) 보호, 입력 과전압 보호, 출력 과부하 보호, 출력 단락 보호 및 열 차단 기능 등도 포함하고 있다. 모든 보호 기능은 자동 재시작 기능을 갖추고 있으며, 이 컨버터는 EMI 억제를 위한 주파수 지터(Frequency Jitter)도 구현한다.

EVLVIPGAN65DF 레퍼런스 디자인을 이용하면 VIPerGaN65D 기반 전원공급장치 프로젝트를 가속화할 수 있다. 이 레퍼런스 디자인은 컨버터와 함께 ST의 SRK1001 적응형 컨트롤러로 제어되는 2차측 동기식 정류 기능을 갖춰 93% 이상의 피크 효율과 완벽한 보호 기능을 갖춘 24V, 65W 전원공급장치를 제공한다.