提高电源功率密度的主要方向

提高电源功率密度的主要方向

随着电子集成化的发展，器件、设备小型化的趋势越来越明显，对电源而言也是如此。高功率密度、小型化、轻薄化、片式化一直是电源技术发展的方向。那幺，电源的小型化主要由哪些因素决定呢？

 1、工作频率

 提高开关电源工作频率——高频功率半导体器件：工作频率的提高可以提高功率密度。在相同的指标要求下，电路工作频率提高了，需要更高频率功率管，那幺在电路中就可以使用更小的输出电感和滤波电容，这也就意味着，电感和电容的体积将大大减小，因此整个电路的体积和重量都将得到改善。但是我们必须要注意到随着开关频率的不断提高，开关元件和无源元件的损耗也增加，高频寄生参数以及高频EMI等新的问题也随之产生。

 在以往的开关电源中，变压器的体积往往占据了整个电源体积的大半部分，其实提高工作频率对减小变压器的体积是非常明显的。

 变压器的有效体积：

 其中r是电流纹波率，即r=△I/IDC；f是开关频率；PO是额定输出功率。 可以看出磁芯的体积与开关频率f成反比，因此频率越高，磁芯就可以小，自然变压器的体积也小。一般的高频变压器可以轻易做到几百KHz的频率，对比一下相同功率下的工频变压器，你会发现体积相差之大。

 2、采用新型变压器

 随着工艺技术的提高，为进一步减小变压器的体积，可以采用平面变压器和压电变压器，可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。平面磁芯开发成功，可实现平面化的变压器设计。由于平面变压器要求磁芯、绕组