EPC9506無(wú)線功率放大器演示系統(tǒng)快速上手
在無(wú)線功率傳輸技術(shù)領(lǐng)域,高效且穩(wěn)定的功率放大器至關(guān)重要。EPC9506演示系統(tǒng)作為一款高性能的零電壓開關(guān)(ZVS)D類無(wú)線功率放大器,為工程師們提供了一個(gè)便捷的評(píng)估平臺(tái)。下面就為大家詳細(xì)介紹EPC9506的相關(guān)信息。
文件下載:EPC9506.pdf
系統(tǒng)概述
EPC9506是一款工作在6.78 MHz(最低ISM頻段)的高效零電壓開關(guān)(ZVS)D類無(wú)線功率放大器演示板。其主要目的是簡(jiǎn)化使用eGaN? FET的無(wú)線功率技術(shù)評(píng)估過(guò)程,將所有關(guān)鍵組件集成在一塊板子上,方便連接到現(xiàn)有系統(tǒng)中。
硬件特性
- 晶體管拓?fù)?/strong>:放大器板采用EPC2014(40 V額定)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET),支持可選的半橋拓?fù)洌▎味伺渲茫┗蚰J(rèn)的全橋拓?fù)洌ú罘峙渲茫?/li>
- 驅(qū)動(dòng)與振蕩:配備柵極驅(qū)動(dòng)器和振蕩器,確保系統(tǒng)在6.78 MHz下運(yùn)行,也可使用外部振蕩器。
- 預(yù)調(diào)節(jié)器:預(yù)調(diào)節(jié)器可限制放大器的供電電流,當(dāng)放大器電流增加(如設(shè)備線圈缺失)時(shí),會(huì)降低供電電壓,保證安全工作點(diǎn)。同時(shí),它還會(huì)監(jiān)測(cè)主放大器FET的溫度,超過(guò)85°C時(shí)降低電流。預(yù)調(diào)節(jié)器可通過(guò)跳線繞過(guò),以便使用自定義控制硬件進(jìn)行測(cè)試。
- 測(cè)量節(jié)點(diǎn):板子提供了方便的關(guān)鍵測(cè)量節(jié)點(diǎn),便于準(zhǔn)確連接功率測(cè)量?jī)x器。
性能參數(shù)
| Symbol | Parameter | Conditions | Min | Max | Units |
|---|---|---|---|---|---|
| V DD | Control Supply Input Range | 7 | 12 | V | |
| V IN | Bus Input Voltage Range – Pre-Regulator mode | 8 | 32 | V | |
| V IN | Bus Input Voltage Range – Bypass mode | 0 | 32 | V | |
| V OUT | Switch Node Output Voltage | V IN | V | ||
| I OUT | Switch Node Output Current (each) | 10* | A | ||
| V extosc | External Oscillator Input Threshold | Input ‘Low’ | -0.3 | 0.8 | V |
| Input ‘High’ | 2.4 | 5 | V | ||
| V Pre_Disable | Pre-regulator Disable Voltage Range | Open Drain/ Collector | -0.3 | 5.5 | V |
| I Pre_Disable | Pre-regulator Disable Current | Open Drain/ Collector | -1 | 1 | mA |
| V Osc_Disable | Oscillator Disable Voltage Range | Open Drain/ Collector | -0.3 | 5 | V |
| I Osc_Disable | Oscillator Disable Current | Open Drain/ Collector | -25 | 25 | mA |
注:*假設(shè)為感性負(fù)載,最大電流取決于管芯溫度,實(shí)際最大電流受開關(guān)頻率、總線電壓和熱性能影響。
操作模式
單端操作
在單端操作模式下,僅使用Q1和Q2器件。此時(shí),僅使用(L{ZVS})和(C{ZVS})來(lái)建立ZVS操作。若Q11和Q12已安裝,則需對(duì)板子進(jìn)行以下更改:
- 移除R76和R77。
- 短接C46和C47。
- 短接JMP1(板子背面)的連接。
- 移除(L_{ZVS12})(若已安裝)。
- 添加(L_{ZVS1})(270 nH)。
- 檢查(C_{ZVS})是否已安裝,若未安裝則進(jìn)行安裝。
- 可能需要調(diào)整R74和R75以適應(yīng)新的操作條件,以實(shí)現(xiàn)最高效率(見ZVS定時(shí)調(diào)整部分)。
差分操作
差分操作模式下,所有器件(Q1、Q2、Q11和Q12)都會(huì)被使用??墒褂?L{ZVS})、(L{ZVS11})和(C{ZVS})或僅使用(L{ZVS12})來(lái)建立ZVS操作。
ZVS定時(shí)調(diào)整
正確設(shè)置建立ZVS轉(zhuǎn)換的時(shí)間對(duì)于EPC9506放大器實(shí)現(xiàn)高效率至關(guān)重要??赏ㄟ^(guò)分別選擇R74和R75的值來(lái)完成。建議使用電位器P74和P75來(lái)確定固定電阻值。單端和差分操作模式的調(diào)整步驟相同。調(diào)整時(shí),必須在放大器未連接源線圈的情況下進(jìn)行。具體步驟如下:
- 移除JP60中的跳線并插入J51,將EPC9506放大器置于旁路模式。關(guān)閉電源,將主輸入電源正極連接到JP60的中心引腳(引腳2),主電源負(fù)極連接到(J50 - V)的接地端。
- 關(guān)閉電源,將控制輸入電源總線連接到(+V_{OO})(J90),注意電源連接器的極性。
- 將低電容示波器探頭連接到探頭孔J2,并靠在接地柱上,如圖2所示。
- 打開控制電源,確保電源在7 V至12 V范圍內(nèi)(推薦7.5 V)。
- 打開主電源電壓至所需的主要工作值(如24 V,但絕不能超過(guò)絕對(duì)最大電壓32 V)。
- 觀察示波器,調(diào)整P74使波形的上升沿達(dá)到圖4中的綠色波形。通過(guò)調(diào)整P75對(duì)波形的下降沿進(jìn)行同樣的操作。
- 檢查連接源線圈后設(shè)置是否仍然最佳。此時(shí),源線圈必須與適用負(fù)載調(diào)諧到共振狀態(tài)。理論上設(shè)置應(yīng)保持不變,如有必要可進(jìn)行調(diào)整。
- 將電位器替換為固定值電阻。通過(guò)移除J50和JP60的電源連接,移除J51中的跳線并將其插回JP60(右側(cè)2個(gè)引腳2和3),將EPC9506放大器配置回正常操作。
快速啟動(dòng)步驟
EPC9506放大器板易于設(shè)置,可用于評(píng)估eGaN FET在無(wú)線功率傳輸應(yīng)用中的性能??赏ㄟ^(guò)以下兩種方法進(jìn)行操作:
使用預(yù)調(diào)節(jié)器
- 在進(jìn)行電氣連接之前,確保整個(gè)系統(tǒng)已完全組裝好,并將跳線(JP60)設(shè)置為預(yù)調(diào)節(jié)器模式(右側(cè)2個(gè)引腳)。
- 關(guān)閉電源,將主輸入電源總線連接到(+V)(J50),注意電源連接器的極性。
- 關(guān)閉電源,將控制輸入電源總線連接到(+V)(J90),注意電源連接器的極性。
- 選擇并連接合適的負(fù)載電阻到設(shè)備板。
- 確保所有儀器都已連接到系統(tǒng)。
- 打開控制電源,確保電源在7 V至12 V之間(推薦7.5 V)。
- 打開主電源電壓至所需值(建議從8 V開始,不超過(guò)絕對(duì)最大電壓32 V)。
- 確認(rèn)操作正常后,在操作范圍內(nèi)調(diào)整主電源電壓,并觀察放大器和設(shè)備板上的輸出電壓、效率和其他參數(shù)。
- 關(guān)機(jī)時(shí),請(qǐng)按相反順序操作。先將主電源電壓降至0 V,然后依次執(zhí)行步驟6至2。
繞過(guò)預(yù)調(diào)節(jié)器
在這種模式下,預(yù)調(diào)節(jié)器被繞過(guò),主電源直接連接到放大器。此時(shí),eGaN FET沒(méi)有電流或熱保護(hù)。
- 在進(jìn)行電氣連接之前,確保整個(gè)系統(tǒng)已完全組裝好,并移除跳線JP60。在旁路模式下操作時(shí),絕不能將主電源正極(+)連接到J50。
- 關(guān)閉電源,將主輸入電源接地端連接到J50的接地端子(-),正極(+)連接到JP60的中心引腳。
- 關(guān)閉電源,將控制輸入電源總線連接到(+V_{OO})(J90),注意電源連接器的極性。
- 選擇并連接合適的負(fù)載電阻到設(shè)備板。
- 確保所有儀器都已連接到系統(tǒng)。
- 打開控制電源,確保電源在7 V至12 V范圍內(nèi)(推薦7.5 V)。
- 打開主電源電壓至所需值(建議從2 V開始,不超過(guò)絕對(duì)最大電壓32 V)。
- 確認(rèn)操作正常后,在操作范圍內(nèi)調(diào)整主電源電壓,并觀察放大器和設(shè)備板上的輸出電壓、效率和其他參數(shù)。在旁路模式下操作時(shí),請(qǐng)參閱注意事項(xiàng)。
- 關(guān)機(jī)時(shí),請(qǐng)按相反順序操作。先將主電源電壓降至0 V,然后依次執(zhí)行步驟6至2。
熱管理與注意事項(xiàng)
EPC9506演示系統(tǒng)展示了EPC2014 eGaN FET在無(wú)線能量傳輸應(yīng)用中的性能。盡管其電氣性能優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件,但較小的尺寸也增加了熱管理的要求。操作人員必須觀察柵極驅(qū)動(dòng)器和eGaN FET的溫度,確保它們?cè)跀?shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定的熱限制范圍內(nèi)運(yùn)行。
需要注意的是,EPC9506演示系統(tǒng)僅在使用預(yù)調(diào)節(jié)器時(shí)具有有限的電流和熱保護(hù)。繞過(guò)預(yù)調(diào)節(jié)器時(shí),板子上沒(méi)有電流或熱保護(hù),因此必須小心操作,避免設(shè)備過(guò)流或過(guò)熱。寬線圈耦合和負(fù)載范圍變化可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損耗增加。
此外,EPC9506演示系統(tǒng)沒(méi)有控制器或增強(qiáng)保護(hù)系統(tǒng),因此操作時(shí)需謹(jǐn)慎。具體注意事項(xiàng)如下:
- 如需調(diào)整線圈以適應(yīng)特定條件,請(qǐng)聯(lián)系EPC(info@epc - co.com),以便正確調(diào)整ZVS D類放大器的使用。
- 設(shè)備上沒(méi)有散熱器,在實(shí)驗(yàn)評(píng)估過(guò)程中,放大器可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱情況。請(qǐng)始終檢查操作條件,并使用紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)EPC設(shè)備的溫度。
總之,EPC9506演示系統(tǒng)為無(wú)線功率傳輸技術(shù)的評(píng)估提供了一個(gè)便捷且高效的平臺(tái)。通過(guò)合理操作和注意熱管理等問(wèn)題,工程師們可以更好地了解和應(yīng)用eGaN FET技術(shù)。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到什么特別的問(wèn)題呢?不妨在評(píng)論區(qū)分享一下。
-
eGaN FET
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關(guān)注
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