EPC9112無線電源演示系統(tǒng)：高效無線電力傳輸?shù)慕鉀Q方案

在無線電源技術(shù)領(lǐng)域，EPC9112無線電源演示系統(tǒng)無疑是一款引人注目的產(chǎn)品。它為工程師們提供了一個(gè)高效、便捷的平臺(tái)，用于評(píng)估基于eGaN? FET的無線電源技術(shù)。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這個(gè)系統(tǒng)。

文件下載：EPC9112.pdf

系統(tǒng)概述

EPC9112是一款高效、符合A4WP標(biāo)準(zhǔn)的零電壓開關(guān)（ZVS）D類無線電源傳輸演示套件。它能夠在6.78 MHz（最低ISM頻段）的頻率下，向直流負(fù)載提供高達(dá)35 W的功率。該系統(tǒng)的主要目的是簡化使用eGaN? FET的無線電源技術(shù)的評(píng)估過程。

系統(tǒng)主要由三塊電路板組成：

1. 源板（發(fā)射器或功率放大器）EPC9507：采用EPC2007C和EPC2038增強(qiáng)型場效應(yīng)晶體管（FET），可選擇半橋拓?fù)洌▎味伺渲茫┗蚰J(rèn)的全橋拓?fù)洌ú罘峙渲茫?/li>
2. 符合A4WP Class 3標(biāo)準(zhǔn)的源線圈（發(fā)射線圈）：經(jīng)過預(yù)調(diào)諧，可在6.78 MHz下與EPC9507放大器配合工作。
3. 符合A4WP Category 3標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備線圈：帶有整流器和直流平滑電容器，可將接收到的無線功率轉(zhuǎn)換為直流電壓。

放大器板EPC9507

基本特性

• 電源調(diào)節(jié)：配備預(yù)調(diào)節(jié)器，可限制放大器的直流電流。當(dāng)放大器電流過大時(shí)，預(yù)調(diào)節(jié)器會(huì)降低供電電壓，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。同時(shí)，它還會(huì)監(jiān)測主放大器FET的溫度，當(dāng)溫度超過85°C時(shí)，會(huì)降低電流。
• 振蕩控制：自帶預(yù)編程為6.78 MHz ± 678 Hz的振蕩器，可通過跳線或外部控制關(guān)閉。也可使用外部振蕩器代替內(nèi)部振蕩器。
• 工作模式切換：通過改變跳線設(shè)置，可在單端或差分模式下工作，以適應(yīng)不同的負(fù)載阻抗范圍。

單端操作硬件實(shí)現(xiàn)

若需要單端配置，需對(duì)電路板進(jìn)行一些更改，如移除特定電阻、短路電容、添加電感等。具體步驟如下：

1. 移除R77和R78或P77和P78。
2. 短路C42_2和C43_2。
3. 短路JMP1（電路板背面）。
4. 移除LZVS12（如果已安裝）。
5. 添加LZVS2（390 nH）。
6. 檢查CZVS2是否安裝，若未安裝則進(jìn)行安裝。
7. 可能需要調(diào)整R71和R72以實(shí)現(xiàn)最高效率。

ZVS定時(shí)調(diào)整

正確設(shè)置ZVS轉(zhuǎn)換時(shí)間對(duì)于實(shí)現(xiàn)EPC9507放大器的高效率至關(guān)重要?？赏ㄟ^選擇R71、R72、R77和R78的值來完成。建議使用電位器P71、P72、P77和P78來確定固定電阻值。具體步驟如下：

1. 將EPC9507放大器置于旁路模式，連接主輸入電源和控制輸入電源。
2. 連接示波器探頭到特定位置。
3. 開啟控制電源和主電源。
4. 調(diào)整電位器，使波形達(dá)到最佳狀態(tài)。
5. 檢查帶源線圈時(shí)的設(shè)置，并進(jìn)行必要的調(diào)整。
6. 用固定值電阻替換電位器，恢復(fù)正常操作。

確定LZVS的組件值

ZVS諧振電路不工作在諧振狀態(tài)，僅為輸出電壓的自換相提供必要的負(fù)器件電流。電容CZVS通常選擇約1 μF，電感LZVSx的值可根據(jù)以下公式計(jì)算： [L{z v s}=frac{Delta t{v t}}{8 cdot f{s w} C{O S S Q}}] 其中，(Delta t{st }) 為電壓過渡時(shí)間，(f{sw}) 為工作頻率，(CossQ) 為電荷等效器件輸出電容。電荷等效電容可通過以下公式確定： [C{O S S Q}=frac{1}{V{A M P}} cdot int{0}^{V{A M P}} C_{O S S}(v) cdot d v]

源線圈和設(shè)備板

源線圈

源線圈符合A4WP Class 3標(biāo)準(zhǔn)，其匹配網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)和并聯(lián)調(diào)諧，串聯(lián)調(diào)諧為差分方式，可實(shí)現(xiàn)平衡連接并降低電容器的電壓。

設(shè)備板

設(shè)備板符合A4WP Category 3標(biāo)準(zhǔn)，包含基于高頻肖特基二極管的全橋整流器和輸出濾波器，可提供濾波后的未調(diào)節(jié)直流電壓。板上配備兩個(gè)LED，綠色LED表示輸出電壓等于或大于4 V，紅色LED表示輸出電壓達(dá)到最大值（大于37 V）。

快速啟動(dòng)程序

旁路預(yù)調(diào)節(jié)器模式

1. 確保系統(tǒng)完全組裝好，將EPC9507放大器置于旁路模式。
2. 連接主輸入電源和控制輸入電源。
3. 選擇并連接合適的負(fù)載電阻到設(shè)備板。
4. 連接所有儀器。
5. 開啟控制電源（7 - 12 V，推薦7.5 V）。
6. 開啟主電源（建議從2 V開始，不超過80 V）。
7. 確認(rèn)操作后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整主電源電壓，觀察放大器和設(shè)備板的輸出電壓、效率等參數(shù)。
8. 關(guān)機(jī)時(shí)，按相反順序操作。

使用預(yù)調(diào)節(jié)器模式

1. 確保系統(tǒng)完全組裝好，將跳線JP60設(shè)置為預(yù)調(diào)節(jié)器模式。
2. 連接主輸入電源和控制輸入電源。
3. 選擇并連接合適的負(fù)載電阻到設(shè)備板。
4. 連接所有儀器。
5. 開啟控制電源（7 - 12 V，推薦7.5 V）。
6. 開啟主電源（建議從8 V開始，不超過32 V）。
7. 確認(rèn)操作后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整主電源電壓，觀察放大器和設(shè)備板的輸出電壓、效率等參數(shù)。
8. 關(guān)機(jī)時(shí)，按相反順序操作。

注意事項(xiàng)

• 熱管理：雖然EPC2007C和EPC2038 eGaN FET的電氣性能優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件，但由于其尺寸較小，熱管理要求較高。操作人員必須觀察柵極驅(qū)動(dòng)器和eGaN FET的溫度，確保其在數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定的熱極限范圍內(nèi)工作。
• 操作注意事項(xiàng)：該系統(tǒng)沒有控制器或增強(qiáng)保護(hù)系統(tǒng)，操作時(shí)需謹(jǐn)慎。避免源線圈在任何固體金屬物體6英寸范圍內(nèi)操作，以免影響線圈調(diào)諧。實(shí)驗(yàn)評(píng)估時(shí)，要注意檢查操作條件，使用紅外相機(jī)監(jiān)測EPC設(shè)備的溫度。

總之，EPC9112無線電源演示系統(tǒng)為工程師們提供了一個(gè)全面、高效的平臺(tái)，用于評(píng)估和開發(fā)無線電源技術(shù)。通過合理的配置和操作，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、穩(wěn)定的無線電力傳輸。你在使用類似系統(tǒng)時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。