EPC9111无线电源演示系统快速上手：开启高效无线供电之旅

引言

在电子技术飞速发展的今天，无线电源技术以其便捷性和创新性，正逐渐成为电子设备供电的新趋势。EPC9111无线电源演示系统作为一款高效、兼容A4WP标准的零电压开关（ZVS）D类无线电源传输演示套件，为工程师们提供了一个理想的平台，用于评估基于eGaN® FET的无线电源技术。本文将详细介绍EPC9111系统的特点、组件、操作模式以及注意事项，帮助电子工程师们快速上手并充分发挥该系统的性能。

文件下载：EPC9111.pdf

系统概述

EPC9111无线电源演示系统能够在6.78 MHz（最低ISM频段）下工作，向直流负载提供高达35 W的功率。它由三个主要部分组成：

1. 放大器板（EPC9506）：配备预调节器，可限制输出电流和电压，确保放大器在源和设备之间的耦合和负载变化时正常工作。
2. 3类A4WP兼容源线圈（发射线圈）：与放大器配合，实现无线能量的发射。
3. 3类A4WP兼容设备线圈：带有整流器和直流平滑电容器，用于接收无线能量并转换为直流输出。

组件详解

放大器板（EPC9506）

• FET拓扑结构：采用EPC2014C和EPC2038增强型场效应晶体管（FET），可选择半桥拓扑（单端配置）或默认的全桥拓扑（差分配置）。
• 振荡器：内置预编程为6.78 MHz ± 678 Hz的振荡器，也可使用外部振荡器或超低功耗振荡器。
• 预调节器：可限制放大器的直流电流，监测主放大器FET的温度，当温度超过85°C时降低电流。预调节器可通过跳线（JP60）旁路，以便使用自定义控制硬件进行测试。
• 性能参数：在TA = 25°C的条件下，控制电源输入范围为7 - 12 V，总线输入电压范围在预调节器模式下为8 - 32 V，旁路模式下为0 - 32 V等。

源线圈和设备线圈

• 兼容性：源线圈和设备线圈均与无线电源联盟（A4WP）兼容，并已预调谐至6.78 MHz，分别为3类源线圈和3类设备线圈。
• 匹配网络：源线圈和设备线圈的匹配网络均包括串联和并联调谐，串联调谐采用差分方式，可实现平衡连接并降低电容器的电压。

设备板

• 整流和滤波：配备基于高频肖特基二极管的全桥整流器和输出滤波器，可提供滤波后的未调节直流电压。
• 指示灯：两个LED指示灯，绿色表示输出电压等于或大于4 V，红色表示输出电压达到最大值（大于37 V）。

操作模式

单端操作

仅使用Q1和Q2器件，通过调整R71、R72、R77和R78的值来实现ZVS操作。若需要永久单端配置，还需进行一些硬件更改，如移除R77和R78等。

差分操作

使用所有器件（Q1、Q2、Q11和Q12），通过LZVS1、LZVS11和Czys或LZVS12来建立ZVS操作。

ZVS定时调整

正确设置ZVS转换时间对于实现EPC9506放大器的高效率至关重要。可通过选择R71、R72、R77和R78的值来完成，建议使用电位器P71、P72、P77和P78来确定固定电阻值。调整步骤如下：

1. 将EPC9506放大器置于旁路模式，连接主输入电源和控制输入电源。
2. 连接示波器探头，观察波形。
3. 调整电位器，使波形的上升沿和下降沿达到最佳状态。
4. 检查源线圈连接后的设置，必要时进行调整。
5. 用固定值电阻替换电位器，恢复正常操作。

快速启动步骤

使用预调节器

1. 确保系统完全组装，将跳线（JP60）设置为预调节器模式。
2. 连接主输入电源和控制输入电源。
3. 选择并连接适用的负载电阻。
4. 连接所有仪器。
5. 开启控制电源（7 - 12 V，推荐7.5 V）。
6. 开启主电源至所需值（建议从8 V开始，不超过32 V）。
7. 确认操作后，在操作范围内调整主电源电压，观察输出电压、效率等参数。
8. 关机时，按相反顺序操作。

旁路预调节器

1. 确保系统完全组装，将跳线JP60插入J51，使EPC9506放大器处于旁路模式。
2. 连接主输入电源和控制输入电源。
3. 选择并连接适用的负载电阻。
4. 连接所有仪器。
5. 开启控制电源（7 - 12 V，推荐7.5 V）。
6. 开启主电源至所需值（建议从2 V开始，不超过32 V）。
7. 确认操作后，在操作范围内调整主电源电压，观察输出电压、效率等参数。
8. 关机时，按相反顺序操作。

注意事项

热管理

EPC9111演示系统中的eGaN FET虽然电气性能优于传统硅器件，但由于尺寸较小，对热管理要求较高。在室温环境下，负载功率不超过35 W时无需散热片，但需观察栅极驱动器和eGaN FET的温度，确保其在热限制范围内工作。

操作安全

• 避免源线圈在任何固体金属物体6英寸范围内操作，以免影响线圈调谐。
• 实验评估时，注意检查操作条件，使用红外相机监测EPC器件的温度，防止过热。
• 测量高频开关节点（源线圈电压）时，避免使用长接地引线，可使用内置的示波器探头连接（J2和J3）进行测量。

总结

EPC9111无线电源演示系统为电子工程师提供了一个便捷、高效的平台，用于评估基于eGaN FET的无线电源技术。通过本文的介绍，相信工程师们能够快速上手该系统，并在实际应用中充分发挥其性能。在操作过程中，务必遵循注意事项，确保系统的安全和稳定运行。你在使用类似无线电源系统时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。