隨著電子集成化的進展,器材設備的小型化趨勢越來越明顯,電源也是如此。 高功率密度、小型化、薄型化、芯片化一直是電源技能進展的方向。 那么,電源的小型化主要取決于哪些因素?
1 .動作頻率
進步開關電源的工作頻率―高頻功率半導體裝置:工作頻率的進步提高了功率密度。 對于相同指標,隨著電路的操作頻率升高并且要求更高頻率的功率治理,電路可以顯著減少輸出電感和平滑電容器(即電感和電容器)的體積,并且可以改善整個電路的體積和組分。 然而,需要注意的是,隨著開關頻率的進步,開關元件和無源元件的損耗也增加,還會產生高頻寄生參數和高頻EMI等新問題。
在以往的開關電源中,變壓器的體積占整體電源體積的大半,但實際工作頻率的提高對于減小變壓器的體積特別顯著。
2 .選擇新的變壓器
隨著技術技能的進步,為了進一步縮小變壓器的體積,可以選擇平面變壓器和壓電變壓器,使高頻功率變換器變得輕、小、薄、高輸出密度。 成功開發了平面磁芯,完成了平坦化變壓器的設計。 平面變壓器要求鐵心、繞組為平面結構,故選擇多層PCB繞組。 平面變壓器的特點是高頻、低造型、高度小、工作頻率高。 壓電變壓器利用壓電陶瓷材料特有的“電壓-振動”切換和“振動-電壓”切換性質傳輸能量,其等效電路類似于串聯并聯諧振電路,是電力切換領域的研究和應用熱點之一。
3 .模塊化和集成化
大量無源器材增加電源體積,綜合這些無源器材,不僅能減少電源體積,還能大幅度降低電源成本,擴大效益。 通過將電源系統集成到一個芯片中,可以使電源產品更緊湊、小型化、縮短引線長度、減小寄生參數。 低溫共燒陶瓷( LTCC )的集成技能已成為被動集成的干式技能。 應用LTCC技能填充、集成電源電路中的無源設備,根據LTCC技能進行三維電路設計,減少電源電路體積,填充無源設備集成,相應降低裝置成本,單箭頭雙雕。 其它,也可以通過考慮元件的選擇和PCB布局、簡化電路并選擇小封裝中的設備、合理地進行緊湊型PCB布局,來縮小電源的體積。
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