探索bq500410AEVM-085无线功率发射器评估模块

在无线充电技术飞速发展的今天，德州仪器（Texas Instruments）的bq500410AEVM-085无线功率发射器评估模块（EVM）为电子工程师们提供了一个高性能且易于使用的开发工具。下面，我们就来深入了解一下这个模块。

文件下载：BQ500410AEVM-085.pdf

一、模块概述

bq500410AEVM-085是一个完整的发射器端解决方案，它能够为bqTESLA™接收器供电。所有发射器端的电子元件和发射器线圈都集成在一块4层印刷电路板（PCB）上，这种开放式设计方便工程师轻松访问电气原理图的关键点。该模块具有以下特点：

• WPC认证：符合WPC标准，确保了与各种Qi兼容接收器的互操作性。
• A6型发射器线圈：提供70 mm × 25 mm的自由定位区域，增加了充电的灵活性。
• 输入电压灵活：支持12 V输入，还可通过可选的升压转换器实现5 V输入。
• 直观的指示：LED指示灯可显示功率传输或故障状态，蜂鸣器则在功率传输开始时发出提示。

二、电气性能规格

在环境温度为25°C的条件下，bq500410AEVM-085具有以下电气性能：

输入特性

参数	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压（VIN）	0.6	12.0	0.6	V
输入电流（IIN）	-	570	-	mA
输入空载电流	-	75	-	mA
输入待机电流	-	10	-	mA

输出特性（针对bq51013AEVM-764、 -765接收器）

参数	最小值	典型值	最大值	单位
输出电压（VOUT）	4.5	5	5.1	V
输出纹波	-	-	200	mVPP
输出电流（IOUT）	0	-	1	A
输出过电流	1	-	1.1	A

系统特性

参数	最小值	典型值	最大值	单位
开关频率（FS）	110	-	205	kHz
峰值效率（ηpk）	74.2	-	-	%
满载效率（η）	-	73.6	-	%

这些参数为工程师在设计过程中提供了重要的参考依据，大家可以思考一下，这些参数在实际应用中会受到哪些因素的影响呢？

三、模块修改

在使用过程中，如果需要对模块进行修改，需要参考数据手册（SLUSB96）。以下是一些可修改的部分：

• LED模式：通过电阻R39可以改变状态LED D4的行为，标准值为42.2 kΩ，更多设置可查看数据手册。
• NTC：连接器J6可用于连接负温度系数（NTC）传感器，实现热保护，具体设置可参考数据手册。
• PMOD：电阻R40用于设置损耗阈值，标准值为56.2 kΩ。移除跳线JP1可禁用PMOD功能，也可通过改变电阻值来调整阈值。

四、连接器和测试点说明

输入/输出连接

• J1：12V输入电源，12 V ±600 mV，返回端为J2。
• J2：接地端，作为输入电源的返回端。
• J3：5V输入电源，返回端为J2。
• J4：PMBus接口，仅供工厂使用。
• J5：JTAG接口，仅供工厂使用。
• J6：用于连接外部温度传感器。
• JP1：损耗阈值设置，打开跳线可禁用PMOD功能，安装短路跳线可启用PMOD，电阻R40设置阈值。
• JP2：用于选择LED模式，连接外部电阻进行设置。

测试点说明

模块上的测试点用于监测和测试各种信号，例如：

• TP1和TP29：模拟接地测试点。
• TP30：用于U3的环路稳定性测试。
• TP3：代表线圈驱动电路输入电流的信号。

通过这些测试点，工程师可以更方便地对模块进行调试和故障排查。大家在实际操作中，有没有遇到过测试点信号异常的情况呢？

五、测试设置

所需设备

• 接收器：可使用bq51013AEVM-764、 -765或Qi兼容接收器。
• 电压源：提供12 V的稳压直流电压，能够提供至少1.0 A的连续负载电流，电流限制设置为2.0 A。同时，要注意电压源的安全考虑，建议使用符合相关安全标准的电源。
• 仪表：使用电压表监测bq51013AEVM-764测试点TP7的输出电压，使用合适的电流表监测负载的输入电流。对于发射器的输入电流和电压监测，仪表需使用平均功能以减少通信数据包引起的误差。
• 负载：需要一个5 V、最大电流为1 A的负载，可以是电阻性或电子负载。
• 示波器：使用双通道示波器和合适的探头观察bq51013AEVM-764 TP3的COMM_DRV信号和其他信号。
• 推荐线规：连接bq500410AEVM-045到输入电源以及bq51013AEVM-764到负载时，建议使用22-AWG的电线。

设备设置

1. 关闭电源，将电源连接到bqTESLA™发射器。
2. 将Vin正电源连接到J1，将V_IN源的负端连接到J2。此时不要将bqTESLA™接收器放在发射器上。
3. 将负载连接到J3并返回J4，使用电流表监测负载电流，在TP7监测负载电流。所有电压表都应采用开尔文连接到感兴趣的点。

测试程序

无接收器启动

打开V_IN，观察绿色电源LED D3亮起，状态LED D4在功率传输开始前熄灭。将示波器探头应用到测试点TP12，观察大约每400 ms出现一次的单脉冲突发，这是模拟Ping探测环境中是否有接收器放置在TX线圈上。

应用接收器

将bq51013AEVM-764 EVM放在发射线圈顶部，对齐接收和发射线圈的中心。几秒钟后，观察到状态LED D4亮起绿色，表明发射器和接收器之间的通信已建立，功率传输已开始。TX蜂鸣器在功率传输开始时响起，状态LED D4在功率传输期间闪烁绿色光。典型输出电压为5 V，输出电流范围为0 mA到1 A。功率传输活跃时，在测试点TP1上观察到连续驱动波形，频率根据负载在110 kHz到205 kHz之间。

效率测试

通过测量输出电压、输出电流、输入电压和输入电流，计算系统效率，效率为输出功率与输入功率的比值。在TX和RX的输入和输出处连接电压表，对输入电流进行平均处理，因为通信脉冲会调制输入电流，导致读数失真。

寄生金属物体检测（PMOD）

这是一项安全功能，用于检测充电垫上靠近TX线圈处是否存在金属物体。PMOD电路会比较发射器功率和接收器报告的接收功率，如果差值超过R40设置的阈值，则会宣布故障。

热保护（NTC）

通过连接到J6的NTC电阻提供热保护。当感测端U9 - 2上的电压为1 V时，设置热故障，设备关闭，状态LED D4亮起红色。典型故障电阻值为850 Ω，系统会在5分钟后尝试重启。

六、装配图纸和布局

bq500410AEVM-045的PCB采用4层、2-oz铜包电路板设计，尺寸为13.9 cm x 13.3 cm，所有组件都位于顶部，方便用户在实际应用中查看、探测和评估bq500410A控制IC。推荐使用4层PCB设计，以提供良好的低噪声接地平面，2层PCB可能会导致性能不佳。此外，建议在线圈下方设置接地平面区域，以减少噪声耦合到接收器中。

七、参考信息

如需获取关于bq500410AEVM-045低功率无线功率评估套件的更多信息，可访问TI网站上的产品文件夹：http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/bq500410A.html。

总之，bq500410AEVM-085为无线功率解决方案的开发提供了一个强大而灵活的平台。电子工程师们可以充分利用其特性和功能，加速终端产品的开发。大家在使用这个模块的过程中，有没有什么独特的经验或发现呢？欢迎在评论区分享。