EPC9515無線電源接收器演示板快速上手

在無線電源技術(shù)不斷發(fā)展的今天，EPC9515演示板為我們提供了一個便捷的解決方案。下面就來詳細(xì)了解一下這個演示板。

文件下載：EPC9515.pdf

一、EPC9515演示板概述

EPC9515是一款工作在6.78 MHz（最低ISM頻段）的高諧振無線電源接收器，當(dāng)按照AirFuel?標(biāo)準(zhǔn)（不包括BLE通信）運(yùn)行時，它能夠提供高達(dá)10 W的5 V穩(wěn)壓輸出，可用于為移動設(shè)備等產(chǎn)品供電。

該演示板包含一個符合AirFuel聯(lián)盟4類標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備線圈和電路，有基于高頻肖特基二極管的全橋整流器、直流平滑電容器和5 V穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器基于SEPIC轉(zhuǎn)換器，采用了200 V的EPC2019 eGaN? FET。功率電路安裝在線圈背面，線圈配有鐵氧體屏蔽，可防止電路分流線圈的磁場。

二、性能參數(shù)

這里實際最大電流受工作溫度限制。大家在使用時，一定要關(guān)注溫度對電流的影響，想想如何在不同溫度環(huán)境下保證演示板的穩(wěn)定運(yùn)行呢？

三、詳細(xì)設(shè)計

3.1 電路組成

EPC9515的原理圖包括一個用于設(shè)備線圈的調(diào)諧電路，帶有用于EMI抑制的共模扼流圈、高頻整流器和基于SEPIC轉(zhuǎn)換器的輸出穩(wěn)壓器。默認(rèn)情況下，它針對所提供的特定線圈調(diào)諧到6.78 MHz，調(diào)諧電路采用了并聯(lián)和串聯(lián)調(diào)諧，并且是差分的，以實現(xiàn)平衡連接并降低電容器的電壓。

3.2 指示燈設(shè)計

板上有兩個LED指示燈，綠色LED表示板接收到大于4 V的未穩(wěn)壓電壓，紅色LED在未穩(wěn)壓電壓超過36 V時亮起。這兩個指示燈能讓我們直觀地了解演示板的工作狀態(tài)，大家覺得這種指示燈設(shè)計是否方便實用呢？

3.3 過壓保護(hù)

EPC9515采用TVS二極管進(jìn)行有限的過壓保護(hù)，將未穩(wěn)壓電壓鉗位到38 V。當(dāng)接收線圈放置在高功率發(fā)射器上方且與發(fā)射線圈距離不足，且連接的負(fù)載很少或沒有時，可能會出現(xiàn)過壓情況。此時TVS二極管會消耗大量功率，紅色LED亮起，應(yīng)盡快將接收器從發(fā)射器上移開，防止TVS二極管過熱。

3.4 工作模式

EPC9515可以在有或沒有穩(wěn)壓器的情況下運(yùn)行。通過在JP50位置插入跳線可禁用穩(wěn)壓器，將負(fù)載連接到未穩(wěn)壓輸出端子。在穩(wěn)壓模式下，EPC9515控制器的設(shè)計可確保在無線電源系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行，穩(wěn)壓器工作在280 kHz，控制器具有過流保護(hù)，可將負(fù)載電流限制到2 A。

3.5 測量連接

演示板配備了開爾文連接，便于準(zhǔn)確測量未穩(wěn)壓和穩(wěn)壓輸出電壓，還可使用內(nèi)置的分流電阻測量整流電壓電流。此外，它還提供了開關(guān)節(jié)點測量連接，可低電感連接到示波器探頭以獲得可靠的波形。

3.6 配套發(fā)射器

EPC9515設(shè)計為與EPC9128（16 W EPC9509）和EPC9120（33 W EPC9512）發(fā)射器單元配合使用。

四、快速啟動步驟

4.1 使用穩(wěn)壓器

1. 確保整個系統(tǒng)（包括無線電源發(fā)射器）完全組裝好，不要安裝跳線JP50。將負(fù)載連接到穩(wěn)壓輸出，并根據(jù)圖3連接所有所需儀器。
2. 給無線電源發(fā)射器通電，通過綠色LED、未穩(wěn)壓電壓和輸出電壓觀察EPC9515是否接收功率。
3. 確認(rèn)運(yùn)行后，觀察設(shè)備板上的輸出電壓和其他參數(shù)。
4. 關(guān)機(jī)時，按相反順序操作。

4.2 繞過穩(wěn)壓器

1. 確保整個系統(tǒng)（包括無線電源發(fā)射器）完全組裝好，安裝跳線JP50。將負(fù)載連接到未穩(wěn)壓輸出，并根據(jù)圖3（適用時）連接所有所需儀器。
2. 給無線電源發(fā)射器通電，通過綠色LED、未穩(wěn)壓電壓和輸出電壓觀察EPC9515是否接收功率。
3. 確認(rèn)運(yùn)行后，觀察設(shè)備板上的輸出電壓和其他參數(shù)。
4. 關(guān)機(jī)時，按相反順序操作。

五、測量注意事項

在測量開關(guān)節(jié)點等高頻內(nèi)容時，要注意避免使用長接地線。板上內(nèi)置了示波器探頭連接（首選方法），以簡化開關(guān)節(jié)點電壓的測量。

六、預(yù)防措施

1. 不要將EPC9515接收器與符合AirFuel標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射器一起使用，因為該系統(tǒng)不會與源進(jìn)行通信以正確設(shè)置所需的運(yùn)行條件，這樣做可能會導(dǎo)致故障。如需使用，可聯(lián)系EPC獲取操作說明。
2. 設(shè)備上沒有散熱器，在實驗評估期間，穩(wěn)壓器可能會出現(xiàn)過熱情況。要始終檢查運(yùn)行條件，并使用紅外相機(jī)監(jiān)測EPC設(shè)備的溫度。
3. 不要將EPC9515設(shè)備板連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）以測量輸入阻抗，這樣做會嚴(yán)重?fù)p壞VNA。
4. 如果需要更改線圈調(diào)諧以適應(yīng)特定條件，請聯(lián)系EPC進(jìn)行正確調(diào)整。

七、熱管理考慮

EPC9515演示系統(tǒng)展示了EPC2019 eGaN FET在無線能量傳輸應(yīng)用中的性能。雖然其電氣性能優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件，但相對較小的尺寸增加了熱管理要求。操作人員必須觀察柵極驅(qū)動器和eGaN FET的溫度，確保它們在數(shù)據(jù)手冊規(guī)定的熱限制范圍內(nèi)運(yùn)行。

八、物料清單

EPC9515演示板的物料清單涵蓋了各種電容、二極管、電感、電阻、IC等元件，具體信息可參考文檔中的表格。同時，文檔中還列出了可選組件。大家在設(shè)計和使用時，要根據(jù)實際需求選擇合適的元件。

總之，EPC9515演示板為無線電源設(shè)計提供了一個很好的參考和實驗平臺，但在使用過程中一定要注意上述提到的各項注意事項，以確保安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。你在使用類似無線電源演示板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。