長(zhǎng)期以來(lái)由于在通信設(shè)備電源設(shè)計(jì)中廣泛采用分布供電方式，小功率模塊電源(200w以下)一直占據(jù)著模塊電源的主導(dǎo)地位，然而隨著設(shè)備功能不斷升級(jí)，局部集中供電方式因成本較低又被重新提起，在這種形勢(shì)下，大功率(>200W)、目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上模塊電源可以做到2000W左右的廠家國(guó)內(nèi)也不多，客戶在選型時(shí)看一個(gè)廠家最大能做多大功率的電源也是衡量一個(gè)廠家的技術(shù)實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)之一，國(guó)內(nèi)能從小功率到超大功率的廠家有朝陽(yáng)電源、承力電源、北京銘電龍等一些廠家。這些高密度、高可靠性的模塊電源正越來(lái)越多地得到廣泛應(yīng)用，和以往的體積笨重、性能一般的大功率模塊電源相比，以半磚、全磚封裝形式以及現(xiàn)在各大專業(yè)廠家做的各自尺寸的便裝電源、CPCI電源等封裝方式的高功率密度模塊電源，有以下幾方面的特點(diǎn)：國(guó)際流行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝，產(chǎn)品兼容性更廣；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；技術(shù)指標(biāo)有重大改善效率也大大提高；優(yōu)異的熱設(shè)計(jì)帶來(lái)更低的溫升更高的可靠性。那么，這些特點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)的呢?要想提高電源產(chǎn)品的功率密度，無(wú)非三個(gè)方面：其一是采用先進(jìn)的電路拓樸和轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大功率低損耗；其二是減小各部件體積并利用緊湊型工藝結(jié)構(gòu)；其三是改進(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。

低損耗轉(zhuǎn)換技術(shù)

  大功率模塊電源的損耗主要有四部分：高頻開(kāi)關(guān)損耗、高頻變壓器損耗、整流損耗和線路傳導(dǎo)損耗。尤其在低壓大電流輸出應(yīng)用中，后兩項(xiàng)占有較大比重，特別是整流損耗約占總損耗的一半，因此降低損耗就要考慮在這些環(huán)節(jié)上采用新的器件和電路技術(shù)。采用先進(jìn)的同步整流技術(shù)代替普通二極管整流技術(shù)傳統(tǒng)的整流方案為二極管整流，低壓條件下一般是肖特基二極管，和其他二極管整流器件相比，它具有開(kāi)關(guān)速度快，正向壓降小的特點(diǎn)，但是正向壓降也有0．5～0．6V，且反向漏電流較大，同步整流技術(shù)采用低導(dǎo)通電阻，低耐壓的場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)代替普通二極管整流，由于同步整流MOsFET具有導(dǎo)通電阻低(一般只有幾個(gè)m Q)、阻斷時(shí)漏電流小、開(kāi)關(guān)頻率高的特點(diǎn)，因而可以大大減小整流部分的開(kāi)關(guān)損耗，系統(tǒng)效率明顯提高。

采用軟開(kāi)關(guān)架構(gòu)，減小開(kāi)關(guān)損耗。

  提高可靠性一般的PWM方式開(kāi)關(guān)均為硬開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)過(guò)程dv／dt和di／dt都比較大，因而開(kāi)關(guān)損耗大、沖擊大，開(kāi)關(guān)管結(jié)溫高、壽命短，采用zVS(零電壓方式)和zcS(零電流方式)開(kāi)關(guān)架構(gòu)可以使開(kāi)關(guān)過(guò)程更加平滑，損耗和沖擊更小，因而可以降低開(kāi)關(guān)管結(jié)溫從而大大提高其工作壽命，另外高頻開(kāi)關(guān)本身也是模塊電源中一個(gè)主要的噪聲源，大的dv／dt和di／dt都會(huì)在輸入輸出的信號(hào)頻譜上有所反映，采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)后，dv／dt和di／dt大大減小，系統(tǒng)本身也獲得了較好的電磁兼容性(EMC)。

合理的變壓器材料選用和工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

  變壓器損耗也是模塊電源損耗的重要部分，它主要包括兩部分：鐵損和銅損。鐵損指的是變壓器材料、形狀、工藝結(jié)構(gòu)有關(guān)的高頻轉(zhuǎn)換損耗，銅損指的是繞組線路傳導(dǎo)損耗，為了減小鐵損，應(yīng)選擇高頻特性好、轉(zhuǎn)換損耗小、形狀合理、結(jié)構(gòu)緊湊的磁芯材料，在后面部分我們要提到，為了減小模塊電源的體積，開(kāi)關(guān)頻率要提高到500kHz左右，在這樣高的開(kāi)關(guān)頻率下，一般的磁芯材料損耗大得可能都無(wú)法工作，很容易過(guò)熱飽和，因此必須選擇性能優(yōu)良的高頻磁芯材料。除了磁材以外，繞組設(shè)計(jì)也很重要，不僅對(duì)銅損有影響，而且關(guān)系到繞組間的耦合，對(duì)鐵損也有一定影響，這些內(nèi)容在后面的平面變壓器部分還會(huì)介紹。電路合理布局，減小傳導(dǎo)損耗

  大功率模塊電源特別是大電流輸出模塊電源，電路傳導(dǎo)損耗也不容忽視，必須引起足夠重視，在電路布局和走線方面，應(yīng)充分考慮大電流輸出的需要，盡量減小線路傳導(dǎo)阻抗，從而減小該部分損耗，具體而言就是綜合考慮，盡量減小輸出大電流回路的距離，并適當(dāng)增大線路截面積。

減小模塊電源體積

  影響模塊電源體積的主要是幾個(gè)因素，一是磁性部件形狀和大小，二是所有元器件數(shù)目多少，三是工藝結(jié)構(gòu)布局。提高開(kāi)關(guān)頻率，減小磁性部件尺寸。盡量簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，工藝結(jié)構(gòu)布局合理化，改進(jìn)熱設(shè)計(jì)。功率元件采用表面貼裝技術(shù)。

  綜上所述：正是現(xiàn)在高頻模塊電源運(yùn)用了大量的新材料和新技術(shù)，才使現(xiàn)在市場(chǎng)上大功率模塊電源等到廣泛應(yīng)用。使模塊電源的運(yùn)用迎來(lái)了一個(gè)新的里程碑。