EPC9128無線電源演示系統(tǒng)：高效無線電力傳輸?shù)睦硐胫x

引言

在無線電源技術(shù)飛速發(fā)展的今天，如何實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的無線電力傳輸成為了電子工程師們關(guān)注的焦點。EPC9128無線電源演示系統(tǒng)為我們提供了一個優(yōu)秀的解決方案，它基于eGaN FET技術(shù)，能夠在6.78 MHz的頻率下實現(xiàn)高達16 W的電力傳輸，為無線電源技術(shù)的評估和應(yīng)用提供了便利。

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系統(tǒng)概述

EPC9128無線電源演示系統(tǒng)是一款高效、符合AirFuel? Alliance標(biāo)準(zhǔn)的零電壓開關(guān)（ZVS）電壓模式D類無線電源傳輸演示套件。該系統(tǒng)由三個主要部分組成：

1. 源板（發(fā)射器或功率放大器）EPC9509：采用增強型半橋場效應(yīng)晶體管（FET），即60 V額定的EPC2108 eGaN FET，并集成了同步自舉FET。放大器配置為單端操作，包含柵極驅(qū)動器、振蕩器和預(yù)調(diào)節(jié)器的反饋控制器，可確?；贏irFuel Alliance標(biāo)準(zhǔn)的無線電源控制。
2. 符合AirFuel Alliance 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EPC9509放大器配合工作。
3. 符合AirFuel Alliance Category 3和Category 4標(biāo)準(zhǔn)的接收設(shè)備EPC9513和EPC9515：包含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。

關(guān)鍵特性與技術(shù)細節(jié)

放大器板（EPC9509）

• 預(yù)調(diào)節(jié)器：預(yù)調(diào)節(jié)器用于控制ZVS D類無線功率放大器，基于三個反饋參數(shù)進行控制：線圈電流大?。ㄓ删G色LED指示）、放大器消耗的直流功率（由黃色LED指示）和放大器的最大電源電壓（由紅色LED指示）。最高優(yōu)先級為放大器的最大電源電壓，其次是輸送到放大器的功率，最后是線圈電流大小。
• 振蕩器：放大器配備了一個低電源電流振蕩器，預(yù)編程為6.78 MHz ± 678 Hz。可以通過在JP70中插入跳線來禁用它，也可以使用外部控制的集電極/漏極晶體管在JP70的端子上進行外部關(guān)閉。
• ZVS定時調(diào)整：設(shè)置正確的時間來建立ZVS轉(zhuǎn)換對于實現(xiàn)EPC9509放大器的高效率至關(guān)重要?？梢酝ㄟ^選擇R71和R72或P71和P72的值來完成。

源線圈

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

接收設(shè)備（EPC9513和EPC9515）

• 整流與穩(wěn)壓：包含高頻整流器和基于SEPIC轉(zhuǎn)換器的輸出穩(wěn)壓器，可將接收到的無線電力轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓。
• 過壓保護：使用TVS二極管進行有限的過壓保護，當(dāng)未調(diào)節(jié)的電壓超過38 V時，TVS二極管會鉗位電壓，紅色LED會亮起。
• 操作模式：可以在有或沒有穩(wěn)壓器的情況下運行，穩(wěn)壓器可以通過在JP50中插入跳線來禁用。

快速啟動步驟

使用預(yù)調(diào)節(jié)器操作

1. 確保整個系統(tǒng)完全組裝好，安裝跳線JP1，并連接源線圈和帶有負載的設(shè)備線圈。
2. 關(guān)閉電源，將主輸入電源總線連接到J1，注意電源連接器的極性。
3. 確保所有儀器都連接到系統(tǒng)。
4. 打開主電源電壓到所需值（19 V）。
5. 確認操作后，觀察放大器和設(shè)備板上的輸出電壓、效率和其他參數(shù)。
6. 關(guān)機時，請按相反順序操作。

繞過預(yù)調(diào)節(jié)器操作

1. 確保整個系統(tǒng)完全組裝好，移除跳線JP1并安裝在JP50中，以禁用預(yù)調(diào)節(jié)器并將EPC9509置于旁路模式。連接源線圈和帶有負載的設(shè)備線圈。
2. 關(guān)閉電源，將主輸入電源總線連接到JP1的底部引腳，將接地連接到J1的接地端。
3. 關(guān)閉電源，將控制輸入電源總線連接到J1，注意電源連接器的極性。
4. 確保所有儀器都連接到系統(tǒng)。
5. 打開控制電源，確保電源在19 V范圍內(nèi)。
6. 打開主電源電壓到所需值（建議從0 V開始，不要超過絕對最大電壓52 V）。
7. 確認操作后，在工作范圍內(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)。
8. 關(guān)機時，先將主電源電壓降低到0 V，然后按相反順序操作。

熱管理與注意事項

熱管理

雖然EPC9128演示系統(tǒng)中的eGaN FET和IC在電氣性能上優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件，但由于其尺寸相對較小，熱管理要求更高。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)定的熱極限范圍內(nèi)運行。

注意事項

• 不要使用與AirFuel Alliance兼容的設(shè)備板操作EPC9128系統(tǒng)，因為該系統(tǒng)無法與設(shè)備進行通信以正確設(shè)置所需的操作條件，可能導(dǎo)致設(shè)備板故障。
• 設(shè)備上沒有散熱片，在實驗評估過程中，可能會出現(xiàn)導(dǎo)致設(shè)備過熱的情況。始終檢查操作條件，并使用紅外相機監(jiān)測EPC設(shè)備的溫度。
• 切勿將EPC9509放大器板連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）以測量放大器的輸出阻抗，否則會嚴(yán)重損壞VNA。

總結(jié)

EPC9128無線電源演示系統(tǒng)為電子工程師提供了一個全面的平臺，用于評估eGaN FET和IC在無線電源傳輸應(yīng)用中的性能。通過其高效的設(shè)計、靈活的操作模式和豐富的功能，該系統(tǒng)能夠幫助工程師更好地理解和應(yīng)用無線電源技術(shù)。在使用過程中，工程師們需要注意熱管理和相關(guān)的操作注意事項，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。你在使用類似的無線電源系統(tǒng)時，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。