【菜科解读】

作为一个物理老师，今天带大家来玩一个比大小的游戏！看看我们的宇宙到底有多大？

先从我们居住的地球说起，下面是网上的数据。

地球Earth是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。

地球赤道半径6378.137千米，极半径6356.752千米，平均半径约6371千米，赤道周长大约为40076千米，呈两极稍扁赤道略鼓的不规则的球体。

相比地球上的建筑，地球真的是非常大了。

从宇宙看地球，陆地上所有宏伟壮观的建筑，比如中国的长城和埃及的金字塔等，都是肉眼看不到的。

和月球相比，地球的体积是月球的近50倍，地球也是大的很明显，如下图。

地球Earth是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。

那么地球跟太阳系其他行星相比有多大呢？

如下图所示。

再来跟天王星、海王星比较试试。

木星是太阳系八大行星中体积和质量最大的。

它的质量是其他七大行星总和的2.5倍还多，是地球的317.89倍，而体积则是地球的1316倍。

如果把地球和木星放在一起，就如同芝麻和西瓜之比一样悬殊。

地球跟木星相比感觉怎么，看下图。

但是这八大行星跟太阳比起来，都会显得非常渺小，看图吧！

地球小的快看不到了。

再看一张地球单独和太阳的对照。

太阳的体积是地球的130万倍，直径是地球的109倍。

如果说地球是一个乒乓球，那么太阳就是一座能够放下130万个乒乓球的大房子。

但是，太阳也仅仅是一颗普通的太阳而已，宇宙中随便拿一颗太阳出来，就有可能比太阳大的多，如下图的天狼星。

再来看北河三这颗橙巨星。

北河三Pollux，即双子座β星，意思是“拳术师”。

全天第17亮星晚上最亮的是大犬座的天狼星，视星等1.14等，绝对星等1.08等，距离33.78光年。

是颗K0III型橙巨星。

光度为太阳的43倍。

是距离地球最近的橙巨星之一。

再来看一颗红巨星——大角星，在这幅对照图上，太阳也快小的看不到了。

大角星距离太阳36.7光年,是一颗红巨星。

它的质量是太阳的1.08 倍,但它的直径是太阳的25.4倍,发光度大约是太阳的170倍,表面温度约为4300K。

再来看蓝超巨星，这幅图中太阳只剩一个小点了。

参宿七，太阳名，为蓝超巨星。

猎户座β，英文名Rigel，源自阿拉伯语，有“左腿”的意思。

全天最亮的二十颗太阳中排行第七名，又是最亮的蓝超巨星，虽然名为β星，但绝大多数时候比α星参宿四还要亮

再来看和猎户座一等星的对照，这次太阳是真正的看不到了。

猎户座一等星也叫参宿四，为参宿第四星，西方名称：Betelgeuse，又名猎户座α星αOrionis，是一颗处于猎户座的红超巨星猎户座一等星。

它是夜空中除太阳外第十亮的太阳。

这还没有完，还有很多更大的星体，很多叫不上名字的星体，大家感受下即可。

这些都只是星体而已，而宇宙之大主要是因为空间巨大，这些星体只能占到宇宙的极小一部分体积，甚至几亿亿亿……分之一都不到。

2003年，哈勃望远镜观测宇宙深处，看到了迄今为止最远的星系，距离我们足足130亿光年。

130亿光年是什么概念？

光1秒就能围绕地球7圈半，光走一年的距离就是一光年。

130亿光年，就是光走了130亿年才到地球附近。

这个距离超出了我们的想象。

更可怕的是，如果按照爱因斯坦的相对论，我们如果能看到那个星系所发生的事情，那也是130亿年前的情景了。

宇宙之大超出我们的想象，也衬托出了我们人类的渺小，所以如果有什么烦心事，看开一点吧！

感谢您看到这里，希望你能留言、关注、点赞。

最终用康德的这句名言结尾吧！

这世上有两样东西使我深深的震撼，一是头顶上浩瀚无垠的星空，二是人类内心崇高的道德准则。

与君共勉！

原文：有两种东西,我们愈是时常愈加反复地思索,它们就愈是给人的心灵灌注了时时翻新, 有加无已的赞叹和敬畏 ——头顶的星空和心中的道德法则。

智能移动电源：集成太阳能光伏、直流输入和备用锂离子电池

本文介绍了一种采用ADI公司产品设计的智能移动电源充电器，具有设置灵活的特性，能够接受多种输入电源，并在智能管理电池充电的同时为负载供电。

这款新设计将关键功能整合到紧凑的外形尺寸中，使之更适合商业应用，同时保持稳健的性能并拥有智能电源管理系统。

引言 随着便携式电子产品需求的持续增长，开发更高效、更轻便的电源管理系统已成为行业刚需。

移动电源已成为现代生活中不可或缺的配件，为智能手机、平板电脑和其他USB供电设备提供可靠的备用电源。

我们首先使用评估演示板创建了一种模块化移动电源充电解决方案，用于概念验证。

该原型通过多块演示板堆叠组装而成。

随后，设计演进为单板解决方案，在性能方面得到增强并完成了多项改进。

该解决方案接受多种输入源，例如电池、太阳能或直流适配器，并能智能管理功率流，在给电池充电的同时为负载供电。

本文旨在探讨ADI公司的IC如何在紧凑设计中保持出色性能，实现智能电源路径管理。

文章概述了单板解决方案的设计考量、概念和性能评估，并着重介绍了单板相较于多板概念验证的改进。

设计模块布局 在此布局设计中，我们开发了一种紧凑且简化的架构，以支持两种宽范围输入电压：来自太阳能电池板的电压和来自AC转DC适配器的电压。

电源输入通过LTC4416电源路径控制器和LTC4162电源路径降压充电器进行智能管理。

该配置能够高效地为各种锂离子电池充电，最多支持4S1P电池组配置。

图1.单板设计模块 如图1所示，该系统通过降压-升压开关稳压器LTC3115-1动态调节输出到负载的电压，并确保稳定输出最高5 V、2 A的电源，同时LTC4162会监控电池的电量水平。

器件选择和设计布局 三个主要器件根据设计模块的设置来优化系统性能。

选择这些器件是为了提升系统效率、有效降低功率损耗、节省PCB布局空间，并减少整体成本。

其布局示意图参见图2。

图2.单板布局示意图 1.利用LTC4416支持双输入源 双输入电源之间的切换可采用基于二极管的简单“或门”配置实现。

然而，这种方法会产生显著的功率损耗，原因是二极管两端存在固有的正向压降，即便使用低压降肖特基二极管依然如此。

LTC4416能够在两个输入源之间实现无缝切换，压降极低，功率损耗大大降低。

该器件通过控制外部P沟道MOSFET来模拟理想二极管，显著降低了导通损耗，从而提升了整体系统效率和可靠性。

LTC4416有六种不同的工作模式。

具体工作模式取决于E1和E2输入引脚的配置，详见数据手册所述。

此设置选择的模式为：V1大于V2，其中E1设置为检测(Sense)，E2设置为0。

这意味着芯片优先使用V1电源。

在这种工作模式下，IC被配置为优先使用V1，可接受15 V到35 V DC的宽输入电压范围，而V2电源由太阳能电池板提供（3.6 V到15 V），用作备用电源。

当V1大于或等于15 V时，E1使V1源成为主要电源，并关闭V2电源，因为V1大于V2。

当V1降至13.4 V时，V2成为主要电源，而V1与输出断开。

只要太阳能电池板的电压在3.6 V到15 V之间，V2就会持续为输出负载供电，直到V1恢复。

V1的恢复点设置为15 V，如图2所示。

V1的故障点和恢复点可通过更改图2中R1、R2和R3的电阻值来修改。

数据手册中提供了如下计算公式： 确定V1后，便可选择V2以保证最佳配置。

如果V1发生故障或不可用，系统会自动切换到V2以维持供电，直至达到恢复点为止（前提是V1 > V2）。

输出电源始终锁定较高电压源，如果V2 > V1，则不会恢复。

2. 智能电源路径管理 在移动电源和某些设备中，电池的使用和充电可能会同时进行。

针对此类应用，实现电源路径充电是理想解决方案。

这种方法通过高效管理系统与电池之间的电力分配，帮助优化电池性能并延长总使用寿命。

系统会智能地管理电源输入，从三个输入源选择一个：AC转DC适配器、太阳能电池板或电池。

AC转DC适配器或太阳能电池板主要用于给电池充电。

如果AC转DC适配器发生故障，并且太阳能电池板电压降至最低值以下，则系统会自动切换到已充电的备用电池来为负载供电。

来自LTC4416电源路径的输出馈入LTC4162-L，后者支持最高35 V的输入电压。

即使电池电量耗尽或无电池，LTC4162-L也能立即工作。

它集成了最大功率点跟踪(MPPT)功能，可提升太阳能转换效率。

在明亮阳光下，太阳能电池板工作在两个区域：低阻抗时维持恒定电压，高阻抗时维持恒定电流。

这种行为可确保设备在较低阻抗（例如较高电压区域）下工作时，控制环路也能保持稳定。

然而，该IC使用输入电压来寻找MPPT，故太阳能电池板电压会因较高阻抗（例如较低电压区域）而下降，使得控制环路变得不稳定。

在设计中，太阳能电池板输入工作在高阻抗状态(

全球3/4人口缺水？地球步入“水资源破产”时代

联合国一份最新报告指出，由于过度消耗与全球变暖，地球已进入“水资源破产”时代，全球有3/4的人口生活在缺水、水污染或气候干旱的国家和地区。

伊拉克南部的哈维宰沼泽原本因长期干旱而逐渐干涸。

（新华社/发） 报告发现，全球70%的主要含水层正在萎缩，且很多变化不可逆转。

据调查，世界上很多地区不仅超额支取雨水和融雪带来的年度“收入”，还在不断透支那些需要数千年才能回补的地下水“储蓄”。

这主要由农业发展以及城市向干旱地区扩张导致，而气候变化让这些本就缺水的地方愈发干旱。

在土耳其，过度抽取地下水已导致近700处出现塌陷坑。

该报告作者，联合国大学水、环境与健康研究所的卡维赫·马达尼说：“如今，作为人类水资源‘活期账户’的地表水已经见底。

我们从祖先那里继承的‘储蓄账户’——地下水、冰川等，也几乎被挥霍一空。

世界各地都已出现‘水资源破产’的迹象。

” 据统计，目前全球大约有40亿人每年至少遭遇一个月的缺水危机，而这进一步加剧了移民潮、地区冲突和社会动荡。

去年，伊朗经历了50年来最干旱的秋季。

大量用于农业的大坝和水井，几乎吸干了曾是中东地区最大湖泊的乌鲁米耶湖，也让伊朗全国的地下水储备濒临枯竭。

为此，伊朗政府甚至提出要疏散首都德黑兰的居民，并尝试通过人工降雨来增加降水量。

科罗拉多河的流量20年间锐减了20%。

在美国，科罗拉多河的流量过去20年间锐减了约20%，主要原因是降水减少与蒸发加剧。

这条河除了被洛杉矶等城市作为饮用水来源，其河水还被大量引入农田用于种植家畜饲料。

与越来越多的河流一样，现在的它已无力奔赴大海。

研究表明，提高农业用水效率的技术，比如滴灌、喷灌，反而可能增加总耗水量。

原因在于精准灌溉能让作物充分吸收水分，而传统的大水漫灌后，多余的水还能流回河道。

因此，有专家提出必须削减农业的总用水量，因为它占到全球水资源消耗量的70%。

然而，全球有一半粮食产自水资源储量持续下降的地区。

缩减农业用水规模，将倒逼各国推进经济多元化转型。

目前，全球超10亿人依靠农业维持生计，其中大多数人生活在低收入国家。

即使在多雨地区，水资源也正面临新的威胁：数据中心在大量消耗水资源，工业废水、生活污水、化肥和粪便则在持续污染水体。

过去几十年，因被改作农田而消失的湿地面积与欧盟相当，这让全球在防洪、粮食生产和碳储存等生态系统服务方面，付出了约5.1万亿美元的沉重代价。

在大多数情况下，枯竭的河流、湖泊、湿地和含水层，再也难以恢复原有水文状态。

而冰川持续消融与消失，将导致数亿人的供水短缺。

马达尼认为，人类必须更好管理水资源，在此之前，大多数国家需要先摸清家底，核算其水资源储量与用水总量。