高功率密度模塊電源如何實現低損耗設計

2018-06-05 14:10:23

高功率密度的模塊電源目前在我國的工業、通訊和制造業領域占據著主導地位，如何在設計過程中實現高頻率電源的低損耗和散熱平衡，就成為了很多生產商和研發人員所面臨的頭號問題。本文將會就這一問題展開簡要的敘述分析，幫助工程師們更有效的實現低損耗高功率的電源設計。

首先我們以通信領域的應用作為切入點，具體看一下大功率高密度電源在近幾年快速占據市場的原因。在我國的通信設備設計研發領域，一直以來都以小功率的電源為主，這也直接決定了國內廠商在分布供電方式方面的選擇。然而隨著設備功能不斷升級，局部集中供電方式因成本較低又被重新提起，在這種形勢下，大功率、高密度、高可靠性的模塊電源正越來越多地得到廣泛應用，這也就是為什么自2010年之后高功率密度的電源開始逐漸成為市場主導的重要原因。

目前我國所應用的高功率模塊電源，普遍采用的是半磚或全磚封裝形式，這種類型的電源模塊通常有以下幾方面的特點：首先，高功率密度的電源模塊多采用國際流行的工業標準封裝，產品兼容性更廣。其次，產品的同等功率體積重量大大縮小，只有傳統產品的四分之一。第三，技術指標有重大改善，特別是效率提高到90%.第四，產品本身優異的熱設計帶來更低的溫升更高的可靠性。

那么，在設計過程中如何才能提高電源模塊產品的功率密度呢？工程師可以從下面三個方向入手：第一，工程師可以在線路設計過程中采用先進的電路拓樸和轉換技術，實現大功率低損耗；第二，工程師可以通過減小各部件體積的方式使其適應新型的封裝形式，利用緊湊型工藝結構有效縮小其體積；第三個方法是改進熱設計，使高功率密度條件下達成散熱平衡成為可能。

除此之外，在電路的設計中我們還可以采用控制算法并利用主功率變壓器和輸出二極管的特性，以此來確定從初級側傳輸到隔離次級側的功率量，這種方法也同樣可以有效的降低高頻率模塊電源的功率損耗。

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