- 世界电源市场的分布
- ?？?a target="_blank" style="text-decoration:none;" >开关电源设计中的挑战
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- 降低?？榭氐缭聪低车脑旒?/strong>
- 更高的功率密度
模块电源是可以直接安装在印刷电路板上使用的电源?？?，它可以用于数字或模拟负载的供电应用场合。
电源?？榛强氐缭吹姆⒄骨魇疲淇梢蕴岣叩缭聪低车墓ぷ骺煽啃?、可用性、使用方便性，缩短电源的维修和维护时间，得到了越来越广泛的应用。
而与?？榈缭聪喙氐募际醢傻缏返闹圃臁⒎庾?，高频功率变换、数字化控制、全谐振高频软开关、同步整流、智能化控制、电磁兼容、功率因数校正、电源?；た刂啤⒉⒘骺刂?、脉宽调制等技术。
随着半导体工艺和封装技术的改进，高频软开关技术的大量应用，?？榈缭吹墓β拭芏仍阶鲈礁?，模块电源的功率变换效率也越来越高，体积越来越小，出现了芯片级的?？榈缭?。
世界电源市场的分布
1按品牌划分
据2007年在美国举办的APEC（应用功率电子会议）会议给出的有关数据指出，全球电源市场按品牌划分如图1所示（资料来源：2007APEC会议IMS调研机构给出的有关数据（2005年全球电源市场按品牌所占的市场份额%划分））。
图1按品牌世界电源市场的划分
①有6家台湾企业，2家日本企业（含TDK-Lambda），2家美国企业，1家欧洲企业名列前位；
②第15大电源企业的年收入约为200M$；
③目前中国大陆还没有年收入大于50M$的电源企业。
2按功率半导体器件市场分布划分
全球功率半导体器件市场分布(资料来源：2007-APEC-IMS)（2005年全球的市场分布（分立元件+?？椋?）如图2所示。
图2全球功率半导体器件市场分布
①由图2可以看出有4家美国厂商名列前位；
②20强企业中没有台湾企业和中国大陆企业参与；
③从全球的角度而言台湾企业（如Lite-On，Panjit，TaiwanSemi，DCComponents）的规?；故瞧?；
④目前中国大陆企业的规模还是偏小。
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1提高开关电源的工作效率
①降低功率开关管的开关损耗；
②最大限度地降低磁性元器件的功率损耗（例如，开关变压器的磁芯损耗、近场效应损耗、线圈损耗和涡流损耗等）。
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4更高的功率密度
提高模块开关电源产品的功率密度，可以从以下三个方面入手。一是采用先进的电路拓扑和功率变换技术，提高?？榭氐缭床返墓ぷ餍?，降低?？榭氐缭床返乃鸷?；二是减小?？榭氐缭床返母鞑考寤⒉捎媒舸招凸ひ战峁?；三是改进模块开关电源产品的热设计，使在高功率密度条件下?？榭氐缭床纺芎芎玫纳⑷取?br />
5更快的控制环路响应等
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1模块开关电源主要有以下优点
①使用灵活、简单和方便；
②缩短了电源的开发周期；
③?？榭氐缭从捎诓捎萌远透呖萍忌际酰虼四？榭氐缭吹钠分饰榷?、工作可靠；
④?？榭氐缭吹挠τ梅段Ч?，可广泛应用于电信、自动控制、仪器仪表、发电配电、家用电器、冶金矿山、机车、舰船、军工兵器、航空航天和科学实验等领域，尤其在高可靠和高技术领域?？榭氐缭捶⒒幼诺闹匾饔?。
模块开关电源的常用技术指标
?？榭氐缭闯Ｓ眉际踔副暧凶畲笫涑龉β?、输出电压精度、源电压效应、负载效应、温度系数、输出纹波与噪声、输入反射纹波电流、输入共模噪声电流、输出电压调节范围、保护特性及工作效率等。
当今?？榭氐缭瓷杓泼媪俚奶粽?br />
1功率密度和模块开关电源的散热
2低电压、大电流输出
3更为复杂的电源管理需求
①电源的排序/跟踪；
②输出电压范围；
③电源的监控；
④电源系统的故障监测、响应和保护等。
导致模块开关电源工作效率低的主要因素
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大功率模块开关电源的损耗主要有高频开关损耗、高频变压器损耗、整流损耗和线路传导损耗4部分。而在低电压大电流输出的应用场合，整流损耗和线路传导损耗占有较大的比重，输出电压越低，输出电流越大，则整流损耗和线路传导损耗占?？榭氐缭醋芩鸷牡谋戎卦酱蟆?br />
(2）整流二极管的损耗与同步整流
在传统的整流中采用二极管整流，而在低电压输出条件下一般采用肖特基二极管整流，肖特基二极管和其他整流二极管相比具有开关速度快，正向电压降低的优点，但是肖特基二极管的正向电压降和整流输出电流的大小有关，整流输出电流越大则正向电压降越大，有可能高达0.5～0.6V或更大，并且肖特基二极管的反向漏电流较大。
而同步整流技术利用导通电阻小，低耐电压的场效应管（MOSFET）来代替普通整流二极管。由于同步整流MOSFET具有导通电阻低（一般只有几mΩ）、阻断时漏电流小、开关工作频率高的特点，可以极大的减小电源整流部分的功耗，使电源系统的工作效率明显得到提高，但是在具体应用中同步整流的实现要比二极管整流要复杂些。在开关电源的低电压大电流输出应用场合，同步整流技术有着很好的应用前景。
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(3）磁性元器件的损耗
变压器损耗也是?？榭氐缭此鸷牡闹匾糠?，变压器损耗主要有铁损和铜损。铁损是指由由变压器的材料、形状、工艺结构等有关因素而引起的高频损耗，铜损是指由变压器绕组线路而引起的传导损耗，为了减小变压器的铁损，应选择高频特性好、高频损耗小、磁芯结构形状合理、结构紧凑的磁芯材料。
同时为了减小模块开关电源的体积，应尽力提高模块开关电源的开关工作频率，如要提高到500kHz左右或更高，普通磁芯材料的损耗很大，磁芯很容易过热而磁饱和，以至无法正常工作，所以在模块开关电源中必须选用磁特性优良的高频磁芯材料。
磁性元器件的尺寸大小和开关工作频率有密切关系，在磁性元器件允许的工作频率范围内，磁性元器件的尺寸和开关工作频率成反比，要想减小?？榭氐缭锤咂悼乇溲蛊骱偷绺械却判栽骷奶寤?，需提高开关工作频率。
同时，?？榭氐缭粗懈咂悼乇溲蛊魅谱榈纳杓埔埠苤匾咂悼乇溲蛊鞯娜谱椴唤龆酝鹩杏跋?，而且关系到高频开关变压器绕组间的耦合，对高频开关变压器的铁损也有影响，高频开关变压器的设计和制作对?？榭氐缭吹墓ぷ餍阅苡泻艽蟮挠跋?。
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●功率密度越来越高，低电压（例如，输出电压低于3.3V或更低）、大电流输出。同时?？榭氐缭吹乃彩备涸囟煊μ匦砸?；
●使用的高可靠性，工作安全性要求越来越高；
●工作效率越来越高（例如美国能源之星的有关要求）；
美国能源之星对电源有载、空载工作模式下的工作效率和EcosConsulting制定的80Plus有关工作效率要求分别如表1、表2和表3所示。
可见对电源的工作效率要求越来越高。而要实现以上的有关技术要求，只有在电路拓扑、性能更为优秀的元器件、封装、散热、有关控制集成电路的生产和电路加工制造技术等方面进行改进。
●?？榭氐缭吹纳杓迫涨鞅曜蓟?，控制电路越来越多的采用数字控制方式；
●开关工作频率越来越高，这样?？榭氐缭吹亩煊Σ拍芸欤庖彩羌跣∧？榭氐缭刺寤闹匾揪丁＠?，小功率?？榭氐缭吹目毓ぷ髌德室延上衷诘?00～500kHz提高到1MHz以上，但是，?？榭氐缭吹母咂祷只岵缈厮鸷囊约拔拊丛骷乃鸷脑龃?，高频寄生参数以及高频EMI等新问题。
开关电源一般的PWM开关控制方式均为硬开关，PWM硬开关过程中产生的dv/dt和di/dt都比较大，因而开关损耗大、冲击大，功率开关管结温高、工作寿命短。而采用ZVS（零电压开关）或ZCS（零电流开关）开关可以使功率开关的过程更为平滑，损耗和冲击更小，因而可以降低功率开关管的结温，极大地提高开关电源的工作寿命。另外，高频开关本身也是模块开关电源中一个主要的噪声源，大的dv/dt和di/dt都会产生较大的噪声，采用软开关技术后，大大减小了dv/dt和di/dt，?？榭氐缭幢旧硪不竦昧私虾玫牡绱偶嫒菪裕‥MC）。
为提高?？榭氐缭垂β拭芏?，软开关和同步整流技术引起了广泛的关注，业界先后提出了谐振变换器、准谐振变换器、零开关PWM变换器、零转换PWM变换器等多种软开关技术。零开关PWM变换器利用谐振实现换相，换相完毕后仍采用PWM工作方式，从而既能克服硬开关PWM在开关过程中的缺陷，又能保留硬开关PWM变换器的低稳态损耗和低稳态应力的优点，极大的降低了功率开关管上的开关损耗。同时，由于功率器件的发展，使?？榭氐缭吹目毓ぷ髌德蚀笪岣?，一般PWM开关技术也可以工作在500kHz以上，极大的降低了磁性元器件的体积，提高了?？榭氐缭吹墓β拭芏?。
