高功率密度模塊電源中采用的新材料和新技術
長期以來由于在通信設備電源設計中廣泛采用分布供電方式,小功率模塊電源（100W以下）一直占據(jù)著模塊電源的主導地位,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（＞100W）、高密度、高可靠性的模塊電源正越來越多地得到廣泛應用,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、全磚封裝形式為代表的高功率密度模塊電源,有以下幾方面的特點： 國際流行的工業(yè)標準封裝,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;技術指標有重大改善特別是效率提高到90％@5V; 優(yōu)異的熱設計帶來更低的溫升更高的可靠性。
那么,這些特點是如何實現(xiàn)的呢？要想提高電源產(chǎn)品的功率密度,無非三個方面：其一是采用先進的電路拓樸和轉換技術,實現(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構;其三是改進熱設計,使高功率密度條件下達成散熱平衡成為可能。
低損耗轉換技術
大功率模塊電源的損耗主要有四部分：高頻開關損耗、高頻變壓器損耗、整流損耗和線路傳導損耗。尤其在低壓大電流輸出應用中,后兩項占有較大比重,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。
采用先進的同步整流技術代替普通二極管整流技術
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,它具有開關速度快,正向壓降小的特點,但是正向壓降也有0.5～0.6V,且反向漏電流較大,同步整流技術采用低導通電阻,低耐壓的場效應管（MOSFET）代替普通二極管整流,由于同步整流MOSFET具有導通電阻低（一般只有幾個mΩ）、阻斷時漏電流小、開關頻率高的特點,因而可以大大減小整流部分的開關損耗,系統(tǒng)效率明顯提高（以5V/20A為例,僅此一項效率就可提高5％～6％）,圖1表明了兩種整流技術壓降的對比情況：
采用軟開關架構,減小開關損耗,提高可靠性
一般的PWM方式開關均為硬開關,開關過程dv/dt和di/dt都比較大,因而開關損耗大、沖擊大,開關管結溫高、壽命短,采用ZVS（零電壓方式）和ZCS（零電流方式）開關架構可以使開關過程更加平滑,損耗和沖擊更小,因而可以降低開關管結溫從而大大提高其工作壽命,另外高頻開關本身也是模塊電源中一個主要的噪聲源,大的dv/dt和di/dt都會在輸入輸出的信號頻譜上有所反映,采用軟開關技術后,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構設計
