第456章 三年的坚持 (4/4)

银锌电池太贵，寿命短。

那如果咱们换一种思路，不是换电池，而是把电池的每一分电都用到极致呢……

他立即将这个想法说了出来，诸葛彪立即就给出了解答。

他拿出一张白纸画了起来：“夜视仪里，增强管需要高压，几百伏甚至上千伏。但电池只有十几伏或者二十几伏。所以需要dc-dc变换，把低压变成高压。”

“这个dc-dc变换，本质上就是一个开关电源。开关管、变压器、整流二极管、滤波电容。”

他画了一个简单的反激变换器拓扑：“这个电路里，变压器就是个电感。开关管导通的时候，变压器储能。开关管关断的时候，储能释放，给负载供电。和电机驱动电路，本质是一样的。”

他抬起头，看着吕辰和钱兰：“咱们的高频脉冲电机驱动，就是要精确控制开关管的导通和关断，产生需要的脉冲序列。那这套技术，能不能用在dc-dc变换上？”

诸葛彪说到这里，突然反应过来：“你是要把电机驱动的脉冲控制技术，用到电源管理上？”

“对。”吕辰说，“不仅仅是脉冲控制。还有反馈，还有闭环。电机驱动需要精确控制步进，电源管理需要精确控制输出电压。这两者，在控制逻辑上是相通的。”

他指着诸葛彪画的那个boost电路。

“你看这个电路，输出电压和输入电压的关系，取决于开关管的占空比。d

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vin/vout。如果能精确控制占空比，就能精确控制输出电压。”

“而占空比的精确控制，不就是咱们现在在做的事吗？”

钱兰的眼睛亮了：“咱们这个控制芯片，能做电源管理的控制器？”

吕辰点点头：“我是有这个想法，这个芯片的功能是接收晶振的精确时钟，分频倍频，产生精确的脉冲序列，接收反馈信号，实现闭环控制。这不就是电源管理需要的吗？”

诸葛彪，盯着那个电路图看了很久：“吕辰，你这个想法，有点意思。”

“电机驱动的负载是电机绕组，是感性负载。电源管理的负载是纯电阻，或者恒功率负载。特性不一样，但控制逻辑确实可以复用。”他拿起笔继续画，“特别是反馈这一块。电机驱动需要光栅尺反馈实际位置，电源管理需要分压电阻反馈实际电压。都是反馈，都是闭环控制。”

他琢磨道：“夜视仪的增强管，需要几百伏高压。电池只有24伏，那就需要升压，但驱动电路本身，就可以做成升压的。”

钱兰补充道：“夜视仪要背在身上，电池就那么点，效率低一点，续航就少一大截。咱们这个控制芯片，如果用查表式pid，功耗可以做得非常低。”

吕辰点点头：“对。而且咱们可以用脉冲频率调制，轻载的时候降低开关频率，减少开关损耗。”

三个人越说越热闹，完全忘了时间。

阳光从东边照到头顶，又从头顶偏到西边。

但那张纸上，电路图越来越多，公式越写越密。

从电机驱动，到dc-dc变换，到能量回馈，到电源管理。

从夜视仪，到炮兵计算器，到电子引信，到所有需要电池的设备。

最后，诸葛彪画了一个大大的圆，把所有东西圈在一起。

他用粉笔点着那个圆：“电源管理，本质上是精确控制开关管的导通和关断，是闭环控制，也是反馈调节。这就是咱们的第一款‘通用开关控制芯片’。”

“最高效的dc-dc变换，加上最低功耗的控制电路。夜视仪有了这个，就能把现有电池的每一分电都用到极致，让半小时变成一小时，一小时变成两小时。”

诸葛彪顿了顿：“这个想法不错，目前看来理论上可行。但有一个问题，夜视仪那个增强管，需要的是稳定电压，不能有纹波。所以要多级滤波，或者用线性稳压后级。效率会降一点，但电压更稳。”

他又琢磨道：“或许可以用多个相位错开，嗯，四相交错并联，纹波能抵消掉大部分。”

他拿起铅笔，在图纸上开始画。

“咱们现在这个芯片，本来就有六个pwm输出通道。拿四个来做交错并联，剩下两个做保护和控制。”

“外围电路，需要四个电感，四个开关管，四个二极管。体积会大一点，但夜视仪那个箱子，装得下。”

钱兰在旁边补充：“效率的话，如果开关频率选得合适，用低导通电阻的管子，做到90%以上应该没问题。”

三个人越说越细，从拓扑结构到元器件选型，从控制逻辑到保护电路，一条一条过。

等到全部过完，天已经黑了。