XKT-1511规格书

深圳芯科泰半导体有限公司               

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XKT-1511

高压大功率无线供电功率芯片

规

格

书

XKT-1511高压大功率无线供电功率芯片

无线充电、供电芯片

                                                            XKT-1511

一、概述

XKT-1511芯片为深圳芯科泰半导体推出的高压供电大功率无线充电方案使用的功率芯片，工作电压为4V至35V。可应用于接收输出100W以下的无线充电、供电方案。芯片输出频率稳定且精度高。芯片采用TO-220封装，尺寸小，可外接辅助散热器来提高输出功率。

二、特点

*供电电压范围4~35V；

*温度范围-40~120℃；

*封装为TO-220；

*工作频率：10KHz~1MHz；

*输出功率大（最大输出可达100W）；

*效率高(接收效率可做到65%_85%）；

*应用范围广，可覆盖大部分的中大功率无线充电应用场景；

*工作电压：DC 4~35V。

三、                      应用范围

可用于动画风扇、采矿设备、远距离无线供电、磁悬浮、动力电池、无人机、机器人、手持家用电器等的电池充电和无线直接供电。

四、                      脚位图及说明

五、芯片使用须知（开始设计前必读）

 由于无线充电行业是一个新兴行业，在做产品设计时，与传统的电子产品设计有很大的区别。所以在对无线充电电路并不是很了解的情况下，请各位用户严格按照使用方法来设计电路。不可私自改变产品的工作方式与参数，需要对电路做优化或者重新设计，请在供应商工程师的指导下完成。客户私自修改导致的产品量产风险，本公司不承担任何责任。

在产品设计时，电容的材质是一个极为重要的参数（大功率方案的线圈并电容必须使用NPO材质），有标注材质的器件一定要注意，不可随意使用其他材质或者封装来代替！

在线圈的选用上，由于线圈参数采集是使用本公司的电桥来进行测量，不同的线圈厂家电桥参数都有一定的偏差，会导致样品拿到后电感量不精确，导致电路做出来后偏差比较大。最好的状态为拿到本公司的线圈样品寄给线圈供应商实际测量后再打样测试。如果是直接打样，请参考以下设计后期测试方法自行判断。线圈的材质选用上，线径越粗，可设计达到的功率越大。线圈外径面积越大，输出功率越大，距离越远；线圈层数越少，输出效果越好。线材选择上：多股线优于纱包线，纱包线优于普通漆包线。其中纱包线耐压最高，多股线耐压最低。

关于隔磁片的选用。无线充电隔磁片的材质一般会采用铁氧体材料作为磁屏蔽材料，市面上又区分为软磁和硬磁。隔磁片直接贴在线圈上时会增加线圈的电感量，感量增加的值与磁片的材料有关，和覆盖线圈的面积成正比（全覆盖时，线圈的电感量通常会增加30%，本公司的模块通常并没有增加隔磁片）。所以在参考一个线圈的电感量时，如果需要加隔磁片作为屏蔽，那么就应该以加了隔磁片以后的电感量来作为计算参考值。（给线圈厂提要求时，可以要求他们贴好隔磁片后的电感量为自己需要的值，线圈厂用的磁片材料一般材质都比较好）。若自己给线圈添加隔磁片，隔磁片添加后电感量会变大，这时，线圈本身就需要拆掉几圈，让电感量维持原本的电感量不变。有电桥的可以用电桥测量着拆。

设置最近使用距离的意义：为了把使用距离提高，所以模块的功率做了加强，距离越近，输出功率越大，峰值电压也就越高，如果距离过近，会有一定概率击穿低耐压器件。（产品在设计外壳时，外壳会有一定的厚度，所以需要提高使用距离，若需要更近距离使用，请联系供应商，并在供应商的指导下进行修改。）

最近使用距离判断：如果对电路做过调整，那么，线圈之间的使用距离也会相应地产生变化。判断方法为，将发射上电，将7脚FB2和8脚FB1与电源短接，接收部分去掉负载用电部分，空载按照实际使用距离靠近发射线圈，发射的静态电流会相应产生变化，这个时候发射的静态电流达到了150mA，那么此时的距离就是最近使用距离，如果再靠近，就有损坏器件的风险了。（150mA只是经验值，主要判断标准为长时间工作，测试芯片温度是否会过高。）

六、典型电路设计

电路设计中的顺序：

先设计好发射电路，发射电路设计稳定后再设计接收电路，然后发射电路和接收电路空载搭配测试，测试稳定后再挂负载测试，以上测试都达标以后就是老化测试，然后试产，最后进入量产程序。

发射电路设计方法以及要求：

发射电路在制作当中请严格按照电路来设计，电路的器件材质等不可随意替换，电阻的封装可以根据自己的要求去选择。若修改了电路中器件的值以后，此规格书里面提供的所有测试方式将会失效。

发射电路1：24V供电

 线圈尺寸、线圈有效距离与线材会直接影响接收输出的功率大小，所以实际电路搭建好以后，输出功率会与标称值有差异。

注意！图一电路为可正常工作的最简工作电路，电路的所有特性将在下图做详细的介绍，此图以外的拓展电路，均在此电路的基础上新增的功能应用！

图一

器件清单：

发射电路稳定性测试方法：发射部分通电，记录静态电流参数，正常应该在60mA±20mA（最大极限值不大于100mA），如果静态电流不在此值范围内，则线圈电感量需要确认是否为14uH，如果电流偏差不大，则可通过调整线圈匝数自行做细微调整。

PS：如果担心发射芯片损坏后产生高温，可以在电源部分串一个可恢复保险丝作为电路短路保护。

典型电路衍生模块方案：

7.       拓展电路

8.       电容的替换原则

注意：如果追求最高稳定性，首选还是使用NPO电容。本公司推出的所有测试样品均采用的NPO电容。

由于有许多客人私自将NPO电容替换为X7R材质，导致产品出现过许多质量问题。以下对于替换时的注意事项做一个说明。注意：按照本公司的设计要求，有要求用到NPO电容的器件，还是强烈建议不要用其他材质替换，如果对成本很敏感，可以使用M3L材质和CBB电容（聚丙烯薄膜电容）来替代。

M3L材质性能与NPO电容相近，若要节省成本，首选使用M3L材质来替代。

CBB电容（聚丙烯薄膜电容）：与NPO电容一样，同样是高频电容，使用效果与NPO电容一样。区别在于，NPO是高频陶瓷电容，耐高温，有贴片封装，生产方便。而CBB电容是薄膜电容，不耐高温，所以只有插件封装，生产时需要焊接。由于CBB电容是薄膜有机材料，不耐高温，所以在过锡炉时时间一定不能太长，或者焊接时的焊接温度一定不能太高，焊接时间不能长，否则电容的引脚会内部脱落导致芯片损坏。（在购买CBB材质电容时，因为薄膜材质有很多品种，具有很高的迷惑性，材料必须为聚丙烯，而且电桥上测量时D值（损耗角）必须小于10，参考值为3左右。）

九、工作极限

工作温度：-55℃to+125℃

存储温度：14℃

最大工作电压：35V

最低工作电压：5V

最高接收输出电流：100W

十、封装形式

  尺寸单位：毫米（mm）

                              TO-220封装