高功率密度模塊電源如何實(shí)現(xiàn)低損耗設(shè)計(jì)

2018-06-05 14:10:23

高功率密度的模塊電源目前在我國的工業(yè)、通訊和制造業(yè)領(lǐng)域占據(jù)著主導(dǎo)地位，如何在設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)高頻率電源的低損耗和散熱平衡，就成為了很多生產(chǎn)商和研發(fā)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(shí)現(xiàn)低損耗高功率的電源設(shè)計(jì)。

首先我們以通信領(lǐng)域的應(yīng)用作為切入點(diǎn)，具體看一下大功率高密度電源在近幾年快速占據(jù)市場的原因。在我國的通信設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)領(lǐng)域，一直以來都以小功率的電源為主，這也直接決定了國內(nèi)廠商在分布供電方式方面的選擇。然而隨著設(shè)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(yīng)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(dǎo)的重要原因。

目前我國所應(yīng)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(diǎn)：首先，高功率密度的電源模塊多采用國際流行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝，產(chǎn)品兼容性更廣。其次，產(chǎn)品的同等功率體積重量大大縮小，只有傳統(tǒng)產(chǎn)品的四分之一。第三，技術(shù)指標(biāo)有重大改善，特別是效率提高到90%.第四，產(chǎn)品本身優(yōu)異的熱設(shè)計(jì)帶來更低的溫升更高的可靠性。

那么，在設(shè)計(jì)過程中如何才能提高電源模塊產(chǎn)品的功率密度呢？工程師可以從下面三個(gè)方向入手：第一，工程師可以在線路設(shè)計(jì)過程中采用先進(jìn)的電路拓樸和轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)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(yīng)新型的封裝形式，利用緊湊型工藝結(jié)構(gòu)有效縮小其體積；第三個(gè)方法是改進(jìn)熱設(shè)計(jì)，使高功率密度條件下達(dá)成散熱平衡成為可能。

除此之外，在電路的設(shè)計(jì)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(cè)傳輸?shù)礁綦x次級側(cè)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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