探索DC1969A-A/DC1969A-B无线充电演示套件：技术解析与应用洞察

在电子技术飞速发展的今天，无线充电技术凭借其便捷性和创新性，成为了众多电子设备的热门选择。Linear Technology推出的DC1969A-A/DC1969A-B演示套件，为我们深入了解无线充电技术提供了一个绝佳的平台。本文将对该套件进行全面的剖析，涵盖其组成、性能、工作原理以及相关注意事项。

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套件概述

DC1969A演示套件包含了DC1967A‑A/B LTC®4120EUD演示板、DC1968A基本无线发射器、35mm接收铁氧体盘以及不同长度的尼龙支柱。基本发射器能够在发射和接收线圈间距达10mm的情况下，向接收板输送2W的功率。不过，该基本发射器不支持异物检测功能，例如无法检测硬币或其他金属物体。

套件组成与构建选项

套件提供了丰富的构建选项，包括不同的套件编号、发射板和接收板组合。具体如下：	KIT NUMBER	Tx BOARD	Rx BOARD
DC1969A-A	DC1968A	DC1967A-A
DC1969A-B	DC1968A	DC1967A-B

接收板也有不同的构建选项，对应不同的功能：	Rx BOARD	PART NUMBER	FUNCTION
DC1967A-A	LTC4120EUD-4.2	Fixed 4.2V Float Voltage
DC1967A-B	LTC4120EUD	Adjustable Float Voltage

性能参数

在 (T_{A}=25^{circ} C) 的条件下，套件的各项性能参数如下：	SYMBOL	PARAMETER	CONDITIONS	MIN	TYP	MAX	UNITS
HVIN	DC1968A High Voltage Input Voltage Range	IHVIN ≤ 500mA at HVIN = 8V	8		38	V
V CC	DC1968A V CC Input Range	IV CC = 0mA to 700mA	4.75		5.25	V
V BAT	DC1967A BAT Pin Voltage	R9 = 1.40MΩ, R10 = 1.05MΩ	2.5		4.25	V
I BAT	DC1967A BAT Pin Current	V BAT = 3.7V, DC1967A(R5) = 3.01kΩ	370	385	400	mA

这些参数为工程师在设计和评估无线充电系统时提供了重要的参考依据。

演示板操作步骤

测量设备设置与跳线设置

在进行测试之前，需要参考图7进行正确的测量设备设置和跳线设置。首先单独测试DC1968A，在测量输入或输出电压纹波时，要特别注意避免示波器探头使用过长的接地引线，应直接将探头尖端跨接在 (VCC) 或 (VIN) 与GND端子上进行测量。

具体操作步骤

1. 设置 (PS1 =36 ~V) ，观察 (V{CC}) （VM1）和 (I{HVIN}) （AM1）。DC1968A可以通过 (VCC) 引脚的5V或HVIN引脚的最高38V供电。HVIN引脚连接到一个LT3480降压稳压器，可在 (V{CC}) 引脚产生5V电压。DC1968A基本发射器的待机功率在0.5W至0.6W之间，5V时 (V{CC}) 电流为100mA - 130mA。如果通过HVIN引脚供电，该电流将按5V/ ([V{HVIN } ×0.92]) 的比例缩放，其中0.92是稳压器的效率。因此，待机HVIN电流约为5.5/ ([V{HVIN } times(100 ~mA ~ 130 ~mA)]) 。
2. 移除PS1、VM1和AM1，连接PS2和AM2。
3. 将PS2设置为5V，观察AM2。此时发射器直接供电，无中间降压稳压器，待机电流应在100mA - 130mA之间。
4. 将双极性电源（PS3）连接到DC1967A演示板的BAT引脚，设置电源为3.7V并开启，观察AM3。
5. 将DC1967A板放置在DC1968A板上方，对齐安装孔（MH1 - MH4），使发射天线直接位于接收天线上方且中心对齐。观察AM2和AM3，此时DC1967A上的所有充电LED应点亮，AM2电流应从100mA - 130mA增加到约600mA，AM3应显示约380mA - 400mA的充电电流进入电池模拟器。

工作原理

DC1968A基本发射器

DC1968A基本发射器用于传输无线功率，与采用LTC4120的DC1967A无线功率接收板配合使用。它被配置为电流馈电的非稳态多谐振荡器，振荡频率由谐振回路设定。其工作频率为130kHz，谐振组件包括2个0.15µF的PPE薄膜电容器（Cx1和Cx2）和5.0µH的发射线圈（Lx），谐振频率为129.95kHz，发射线圈和谐振电容器的公差为±2%，即2.6kHz。电感L1和L2用于使谐振结构实现电流馈电。

电流馈电拓扑使谐振回路上的峰 - 峰电压等于 (2 pi V_{CC}) ， (VCC) 为5V时，峰 - 峰电压为31.5V。磁场强度与发射线圈中的电流成正比，对于谐振系统，该电流是输入电流的Q倍，因此发射线圈采用利兹线，谐振电容器使用低损耗的PPS薄膜电容器，在130kHz时Q值约为10，满载时循环电流约为6A（峰 - 峰）。

DC1967A无线功率接收板

LTC4120无线功率接收IC实现了动态谐波控制（DHC），可根据需要调整接收电路的谐振频率，以接收更多或更少的功率。主接收回路由Lr和C2S组成，C2S通过C5（LTC4120去耦电容器）交流接地，与Lr并联。C2S还用于从谐振电路中提取功率并输送到LTC4120。

当 (V_{IN }) 高于14V时，DHC引脚开路，C2P不增强能量传输，接收回路处于失谐状态，谐振频率为142kHz；当 (VIN) 低于14V时，DHC引脚接地，C2P与C2S和Lr并联，谐振频率变为127.4kHz。在满功率时，系统成为双调谐谐振电路。

辐射发射

辐射发射信息是使用千兆赫兹横向电磁（GTEM）单元收集的，数据根据IEC61000 - 4 - 20标准归一化到10m半电波暗室（SAC），采用峰值保持检测方法。图表中显示了CISPR 11 A类（黄色）和B类（红色）的限值，适用于工业、商业和医疗设备。该无线功率系统的辐射发射始终比监管限值低至少6dB，因此无需使用准峰值检测。这些数据仅用于最终产品设计目的，而非用于获得FCC认证。

注意事项

套件使用目的

该演示板套件仅用于工程开发或评估目的，不适用于商业用途。它可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不完整，例如可能缺乏成品商业产品通常具备的产品安全措施。作为原型产品，它可能不符合欧盟电磁兼容性指令的技术要求或其他法规。

保修与责任

如果评估套件不符合演示板手册中规定的规格，可在交付日期起30天内退还以获得全额退款。卖方提供的上述保修是唯一的保修，替代所有其他明示、暗示或法定的保修，包括适销性或特定用途适用性的保修。除本赔偿范围外，双方均不对对方的任何间接、特殊、偶然或后果性损害负责。

安全注意事项

用户需承担正确和安全处理产品的全部责任和义务，同时免除Linear Technology Corporation因产品处理或使用而产生的所有索赔。由于产品采用开放式结构，用户有责任采取适当的静电放电预防措施。此外，产品可能未通过监管合规或机构认证（如FCC、UL、CE等）。

总结

DC1969A-A/DC1969A-B演示套件为工程师提供了一个全面了解无线充电技术的平台。通过对套件的组成、性能、工作原理和注意事项的深入分析，我们可以更好地利用该套件进行无线充电系统的设计和评估。在实际应用中，工程师需要根据具体需求和场景，合理选择套件的构建选项，并严格遵循操作步骤和安全注意事项，以确保系统的稳定运行和性能优化。你在使用类似无线充电套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。