EPC9128无线电源演示系统：高效无线电力传输的理想之选

引言

在无线电源技术飞速发展的今天，如何实现高效、稳定的无线电力传输成为了电子工程师们关注的焦点。EPC9128无线电源演示系统为我们提供了一个优秀的解决方案，它基于eGaN FET技术，能够在6.78 MHz的频率下实现高达16 W的电力传输，为无线电源技术的评估和应用提供了便利。

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系统概述

EPC9128无线电源演示系统是一款高效、符合AirFuel™ Alliance标准的零电压开关（ZVS）电压模式D类无线电源传输演示套件。该系统由三个主要部分组成：

1. 源板（发射器或功率放大器）EPC9509：采用增强型半桥场效应晶体管（FET），即60 V额定的EPC2108 eGaN FET，并集成了同步自举FET。放大器配置为单端操作，包含栅极驱动器、振荡器和预调节器的反馈控制器，可确保基于AirFuel Alliance标准的无线电源控制。
2. 符合AirFuel Alliance Class 3标准的源线圈（发射线圈）：经过预调谐，可在6.78 MHz下与EPC9509放大器配合工作。
3. 符合AirFuel Alliance Category 3和Category 4标准的接收设备EPC9513和EPC9515：包含基于高频肖特基二极管的全桥整流器、直流平滑电容器和5 V稳压器。

关键特性与技术细节

放大器板（EPC9509）

• 预调节器：预调节器用于控制ZVS D类无线功率放大器，基于三个反馈参数进行控制：线圈电流大小（由绿色LED指示）、放大器消耗的直流功率（由黄色LED指示）和放大器的最大电源电压（由红色LED指示）。最高优先级为放大器的最大电源电压，其次是输送到放大器的功率，最后是线圈电流大小。
• 振荡器：放大器配备了一个低电源电流振荡器，预编程为6.78 MHz ± 678 Hz。可以通过在JP70中插入跳线来禁用它，也可以使用外部控制的集电极/漏极晶体管在JP70的端子上进行外部关闭。
• ZVS定时调整：设置正确的时间来建立ZVS转换对于实现EPC9509放大器的高效率至关重要。可以通过选择R71和R72或P71和P72的值来完成。

源线圈

源线圈符合AirFuel Alliance Class 3标准，匹配网络包括串联和并联调谐，串联调谐为差分形式，可实现平衡连接并降低电容器的电压。

接收设备（EPC9513和EPC9515）

• 整流与稳压：包含高频整流器和基于SEPIC转换器的输出稳压器，可将接收到的无线电力转换为稳定的直流电压。
• 过压保护：使用TVS二极管进行有限的过压保护，当未调节的电压超过38 V时，TVS二极管会钳位电压，红色LED会亮起。
• 操作模式：可以在有或没有稳压器的情况下运行，稳压器可以通过在JP50中插入跳线来禁用。

快速启动步骤

使用预调节器操作

1. 确保整个系统完全组装好，安装跳线JP1，并连接源线圈和带有负载的设备线圈。
2. 关闭电源，将主输入电源总线连接到J1，注意电源连接器的极性。
3. 确保所有仪器都连接到系统。
4. 打开主电源电压到所需值（19 V）。
5. 确认操作后，观察放大器和设备板上的输出电压、效率和其他参数。
6. 关机时，请按相反顺序操作。

绕过预调节器操作

1. 确保整个系统完全组装好，移除跳线JP1并安装在JP50中，以禁用预调节器并将EPC9509置于旁路模式。连接源线圈和带有负载的设备线圈。
2. 关闭电源，将主输入电源总线连接到JP1的底部引脚，将接地连接到J1的接地端。
3. 关闭电源，将控制输入电源总线连接到J1，注意电源连接器的极性。
4. 确保所有仪器都连接到系统。
5. 打开控制电源，确保电源在19 V范围内。
6. 打开主电源电压到所需值（建议从0 V开始，不要超过绝对最大电压52 V）。
7. 确认操作后，在工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。
8. 关机时，先将主电源电压降低到0 V，然后按相反顺序操作。

热管理与注意事项

热管理

虽然EPC9128演示系统中的eGaN FET和IC在电气性能上优于传统硅器件，但由于其尺寸相对较小，热管理要求更高。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极限范围内运行。

注意事项

• 不要使用与AirFuel Alliance兼容的设备板操作EPC9128系统，因为该系统无法与设备进行通信以正确设置所需的操作条件，可能导致设备板故障。
• 设备上没有散热片，在实验评估过程中，可能会出现导致设备过热的情况。始终检查操作条件，并使用红外相机监测EPC设备的温度。
• 切勿将EPC9509放大器板连接到矢量网络分析仪（VNA）以测量放大器的输出阻抗，否则会严重损坏VNA。

总结

EPC9128无线电源演示系统为电子工程师提供了一个全面的平台，用于评估eGaN FET和IC在无线电源传输应用中的性能。通过其高效的设计、灵活的操作模式和丰富的功能，该系统能够帮助工程师更好地理解和应用无线电源技术。在使用过程中，工程师们需要注意热管理和相关的操作注意事项，以确保系统的稳定运行。你在使用类似的无线电源系统时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。