桂林EPS电源总代理

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EPS电源--简介

核电池又叫做放射性同位素电池，它是一种通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成的电池。核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。2012年8月7日，美国好奇号火星车抵达火星，核电池寿命可达14年。核电池可分为高电压型和低电压型两种类型。

EPS电源--分类

核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置。按提供的电压的高低,核电池可分为高压型和低压型两类按能量转换机制,它可分为直接转换式和间接转换式。更具体地讲,包括直接充电式核电池、气体电离式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热致光电式核电池、温差式核电池、热离子发射式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池等。

3.核电池原理

核电池正是利用放射性物质衰变会释放出能量的原理所制成的，当放射性物质衰变时，能够释放出带电粒子，如果正确利用的话，能够产生电流;通常不稳定(即具有放射性)的原子核会发生衰变现象，在放射出粒子及能量后可变得较为稳定，然后通过半导体换能器将释放出来的能量转换为可以使用的电能。此前已经有核电池应用于军事或者航空航天领域。

数模混合信号电路的低功耗研究

在这种技术需求和便携式电子产品的应用需求的强烈推动下，CMOS集成电路低压低功耗设计受到了人们的极大重视。目前，人们对集成电路的功耗研究，主要集中在以下两个方面：

一是低功耗工艺的研究。这主要集中在减小特征尺寸、降低电源电压和降低阈值电压方面。减小特征尺寸，有助于将复杂系统集成在同一芯片上，进行有效地功耗管理。但是当特征尺寸缩小到一定程度，热载流子效应、动态节点的软失效将极大地影响着器件的性能，降低电源电压成为解决上述问题的较好方案。为了保证低压逻辑电路的驱动电流不减少和工作频率不降低，在降低电源电压的同时也要求降低阈值电压，但是同比例降低阈值电压会使漏泄电流指数级增加。采用多阈值电压器件或是采用可变阈值电压技术有望减小漏泄电流引起的功耗，而这些技术都比较依赖制造工艺。

二是低功耗设计方法的研究。这是目前低功耗研究中最为活跃的领域。在工艺确定的情况下，它包括低功耗的设计方法及评估方法，但主要是针对数字电路。

在保证系统同样性能的前提下，在芯片设计的初期，就从各个层次对功耗进行分析优化，不仅能够缩短设计周期，还能够实现整体功耗最小化目标。从设计的角度，低功耗设计方法可以分成系统级（System Level）、算法/结构（Architecture/Algorithm Level）、寄存器传输级（Register Transfer Level， RTL）、逻辑/门级（Logic/Gate Level）、版图级（Layout Level）这几个层次。其中，系统及算法作为低功耗技术中的高层次，对系统功耗的影响很大。在这种层次上的功耗分析将能对系统功耗进行预测及优化，并能实现几个数量级的功耗降低，因此必须加以重视。

有效的功耗评估工具和方法是低功耗研究的另一个重要内容。如何在设计的不同层次对电路功耗进行快速准确地估计，也是集成电路设计中的一个热点和难点问题。通常，把功耗评估分为基于随机统计和模拟的方法这两类。

基于随机统计的功耗估算方法，其基本思想为：先根据模块的版图或逻辑描述，抽取电路或逻辑模型，然后用随机产生的输入流模拟，计算平均功耗。

它的优点是速度较快，而且不需要电路内部信息，但功耗估算准确程度不及基于模拟的方法，因此适用于通常设计的早期阶段。

基于模拟的功耗估算方法是用一组典型的输入矢量进行功耗模拟，以获得平均功耗、最大功耗及最小功耗值。基于模拟的方法精度高，但所占存储空间和模拟时间较大，因此可以用一些启发信息来加速收敛，如蒙特卡罗（Monte Carlo）

模拟方法和遗传算法。其中，蒙特卡罗方法是在电路输入端随机产生输入信号，再用模拟方法计算在某一时间间隔内的功耗。如果将现有的电路级、门级等模拟方法用于蒙特卡罗程序的内环，将能够实现速度和计算精度的折衷。典型的基于模拟方法的功耗分析软件有POWERMILL、Entice-Aspen等。

需要指出的是，目前的低功耗研究大多是对模拟和数字电路进行分开讨论。这和模拟电路自身的特点密切相关。模拟集成电路和处理0或1信号的数字电路不同，它主要处理幅度、时间、频率连续变化的信号，并且具有以下特点：

①电路形式的多样性。包括数据转换器（如A/D转换器、D/A转换器等）、运算放大器、线性放大器（低噪声放大器、宽带放大器等）、非线性放大器（模拟乘法器、对数/反对数放大器等）、多路模拟开关、电源电压调节器（线性调压器、开关电源控制器等）、智能功率IC以及各类专用IC.

②性能指标的多样性。包括精度、输入范围、失真、噪声、电源电压抑制比（PSRR）、增益、频率带宽、输入/出阻抗等。

③电路结构的多样性。仅以一个运放为例，就有两级、Cascode、折叠式（Folded）Cascode、A/AB类放大器、单端/差分放大器等众多结构。

④器件的多样性。常见的器件就有晶体管、二极管、电阻、电容、甚至电感等。

模拟电路处理信号的连续性、电路结构形式的多样性、性能指标的精确性，都使得电路及版图的设计必须围绕具体电路展开，设计的自动化程度远远低于数字电路，而难度又远高于后者。

接下来看次级。次级有两种绕法，中抽头接成全波整流的形式或者单绕组接成桥式整流的方式。因为第二种方法变压器磁芯利用率更高且结构更简单，因此采用第二种。

考虑到效率不为1带来的损失及逆变部分占空比的限制，对于220V输出这组，取最低母线电压为220V交流正弦峰值的1.1倍，即310*1.1=340V，这个点对应电池电压接近过放电关机电压10.8V时获得，取电池电压11V，那么匝比为：

n=Vbuik_min/Vbat_min=340/11=31

因此，次级绕组匝数为6*31=186V，以此类推可以得到110V输出绕组的匝数。

按照以上匝比，14V输入时，母线电压为14*31=434V，如果做成准闭环结构，我们可以设定闭环电压在430V附近，防止空载和轻载下电压过高，这样就可以使用450V耐压的电解电容作为母线滤波电容。

准闭环有什么好处?

准闭环在正常负载下其实是开环，开环的话，占空比为50%，输出电压纹波小，不需要储能电感。同时，开环下，动态响应不受环路带宽限制。

母线储能电解用多大容量?

对于准闭环或者开环的推挽，如果不考虑死区，理论上可以不要这个储能电容，但是实际上这个电容由两个用途，一是保持死区时的电压，从这一点考虑，他是储能的作用。而死区往往是很小的，因此，这个电容完全不需要很大的容量，据我实测，1W用个0.1uF应该是足够了。同时这个电容承受的纹波电流也是很小的，可以从仿真直接看，也可以从实测温度看。第二点，这个电容需要处理部分的高频尖峰以及工频纹波，也就是退耦的作用。选得太小的话，初级测的工频纹波会很大，增大了变压器的应力，同时变压器也容易发声。

一般考虑1uF=3W，电容小了也可以工作，但前级滤波压力大了，更重要的一点是要兼顾干扰，电容小干扰就会明显。足够多的容量也保证了足够低的母线内阻。

本篇文章的特殊之处，是对推挽式变压器进行了一部分的讲解，提供了经过实践而得来的经验，较教科书上的知识来的珍贵。不仅如此，在逆变器的设计上，不再仅仅给出参数，而是给出了设计的方法，对初学者来说有非常高的参考价值。

销售：王浩

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