EPC9506无线功率放大器演示系统快速上手

在无线功率传输技术领域，高效且稳定的功率放大器至关重要。EPC9506演示系统作为一款高性能的零电压开关（ZVS）D类无线功率放大器，为工程师们提供了一个便捷的评估平台。下面就为大家详细介绍EPC9506的相关信息。

文件下载：EPC9506.pdf

系统概述

EPC9506是一款工作在6.78 MHz（最低ISM频段）的高效零电压开关（ZVS）D类无线功率放大器演示板。其主要目的是简化使用eGaN® FET的无线功率技术评估过程，将所有关键组件集成在一块板子上，方便连接到现有系统中。

硬件特性

• 晶体管拓扑：放大器板采用EPC2014（40 V额定）增强型场效应晶体管（FET），支持可选的半桥拓扑（单端配置）或默认的全桥拓扑（差分配置）。
• 驱动与振荡：配备栅极驱动器和振荡器，确保系统在6.78 MHz下运行，也可使用外部振荡器。
• 预调节器：预调节器可限制放大器的供电电流，当放大器电流增加（如设备线圈缺失）时，会降低供电电压，保证安全工作点。同时，它还会监测主放大器FET的温度，超过85°C时降低电流。预调节器可通过跳线绕过，以便使用自定义控制硬件进行测试。
• 测量节点：板子提供了方便的关键测量节点，便于准确连接功率测量仪器。

性能参数

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：*假设为感性负载，最大电流取决于管芯温度，实际最大电流受开关频率、总线电压和热性能影响。

操作模式

单端操作

在单端操作模式下，仅使用Q1和Q2器件。此时，仅使用(L{ZVS})和(C{ZVS})来建立ZVS操作。若Q11和Q12已安装，则需对板子进行以下更改：

1. 移除R76和R77。
2. 短接C46和C47。
3. 短接JMP1（板子背面）的连接。
4. 移除(L_{ZVS12})（若已安装）。
5. 添加(L_{ZVS1})（270 nH）。
6. 检查(C_{ZVS})是否已安装，若未安装则进行安装。
7. 可能需要调整R74和R75以适应新的操作条件，以实现最高效率（见ZVS定时调整部分）。

差分操作

差分操作模式下，所有器件（Q1、Q2、Q11和Q12）都会被使用。可使用(L{ZVS})、(L{ZVS11})和(C{ZVS})或仅使用(L{ZVS12})来建立ZVS操作。

ZVS定时调整

正确设置建立ZVS转换的时间对于EPC9506放大器实现高效率至关重要。可通过分别选择R74和R75的值来完成。建议使用电位器P74和P75来确定固定电阻值。单端和差分操作模式的调整步骤相同。调整时，必须在放大器未连接源线圈的情况下进行。具体步骤如下：

1. 移除JP60中的跳线并插入J51，将EPC9506放大器置于旁路模式。关闭电源，将主输入电源正极连接到JP60的中心引脚（引脚2），主电源负极连接到(J50 - V)的接地端。
2. 关闭电源，将控制输入电源总线连接到(+V_{OO})（J90），注意电源连接器的极性。
3. 将低电容示波器探头连接到探头孔J2，并靠在接地柱上，如图2所示。
4. 打开控制电源，确保电源在7 V至12 V范围内（推荐7.5 V）。
5. 打开主电源电压至所需的主要工作值（如24 V，但绝不能超过绝对最大电压32 V）。
6. 观察示波器，调整P74使波形的上升沿达到图4中的绿色波形。通过调整P75对波形的下降沿进行同样的操作。
7. 检查连接源线圈后设置是否仍然最佳。此时，源线圈必须与适用负载调谐到共振状态。理论上设置应保持不变，如有必要可进行调整。
8. 将电位器替换为固定值电阻。通过移除J50和JP60的电源连接，移除J51中的跳线并将其插回JP60（右侧2个引脚2和3），将EPC9506放大器配置回正常操作。

快速启动步骤

EPC9506放大器板易于设置，可用于评估eGaN FET在无线功率传输应用中的性能。可通过以下两种方法进行操作：

使用预调节器

1. 在进行电气连接之前，确保整个系统已完全组装好，并将跳线（JP60）设置为预调节器模式（右侧2个引脚）。
2. 关闭电源，将主输入电源总线连接到(+V)（J50），注意电源连接器的极性。
3. 关闭电源，将控制输入电源总线连接到(+V)（J90），注意电源连接器的极性。
4. 选择并连接合适的负载电阻到设备板。
5. 确保所有仪器都已连接到系统。
6. 打开控制电源，确保电源在7 V至12 V之间（推荐7.5 V）。
7. 打开主电源电压至所需值（建议从8 V开始，不超过绝对最大电压32 V）。
8. 确认操作正常后，在操作范围内调整主电源电压，并观察放大器和设备板上的输出电压、效率和其他参数。
9. 关机时，请按相反顺序操作。先将主电源电压降至0 V，然后依次执行步骤6至2。

绕过预调节器

在这种模式下，预调节器被绕过，主电源直接连接到放大器。此时，eGaN FET没有电流或热保护。

1. 在进行电气连接之前，确保整个系统已完全组装好，并移除跳线JP60。在旁路模式下操作时，绝不能将主电源正极（+）连接到J50。
2. 关闭电源，将主输入电源接地端连接到J50的接地端子（-），正极（+）连接到JP60的中心引脚。
3. 关闭电源，将控制输入电源总线连接到(+V_{OO})（J90），注意电源连接器的极性。
4. 选择并连接合适的负载电阻到设备板。
5. 确保所有仪器都已连接到系统。
6. 打开控制电源，确保电源在7 V至12 V范围内（推荐7.5 V）。
7. 打开主电源电压至所需值（建议从2 V开始，不超过绝对最大电压32 V）。
8. 确认操作正常后，在操作范围内调整主电源电压，并观察放大器和设备板上的输出电压、效率和其他参数。在旁路模式下操作时，请参阅注意事项。
9. 关机时，请按相反顺序操作。先将主电源电压降至0 V，然后依次执行步骤6至2。

热管理与注意事项

EPC9506演示系统展示了EPC2014 eGaN FET在无线能量传输应用中的性能。尽管其电气性能优于传统硅器件，但较小的尺寸也增加了热管理的要求。操作人员必须观察栅极驱动器和eGaN FET的温度，确保它们在数据手册规定的热限制范围内运行。

需要注意的是，EPC9506演示系统仅在使用预调节器时具有有限的电流和热保护。绕过预调节器时，板子上没有电流或热保护，因此必须小心操作，避免设备过流或过热。宽线圈耦合和负载范围变化可能会导致设备损耗增加。

此外，EPC9506演示系统没有控制器或增强保护系统，因此操作时需谨慎。具体注意事项如下：

1. 如需调整线圈以适应特定条件，请联系EPC（info@epc - co.com），以便正确调整ZVS D类放大器的使用。
2. 设备上没有散热器，在实验评估过程中，放大器可能会出现过热情况。请始终检查操作条件，并使用红外相机监测EPC设备的温度。

总之，EPC9506演示系统为无线功率传输技术的评估提供了一个便捷且高效的平台。通过合理操作和注意热管理等问题，工程师们可以更好地了解和应用eGaN FET技术。大家在使用过程中有没有遇到什么特别的问题呢？不妨在评论区分享一下。