提高開關(guān)電源的功率密度，使之小型化、輕量化，是人們不斷努力追求的目標(biāo)。電源的高頻化是國際電力 電子界研究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設(shè)備（如移動電話，數(shù)字相機等）尤為重 要。使開關(guān)電源小型化的具體辦法有： 一是高頻化。為了實現(xiàn)電源高功率密度，必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲能元件的體 積重量。 二是應(yīng)用壓電變壓器 。應(yīng)用壓電變壓器可使高頻功率變換器實現(xiàn)輕、小、薄和高功率密度。壓電變壓器利 用壓電陶瓷材料特有的"電壓-振動"變換和"振動-電壓"變換的性質(zhì)傳送能量，其等效電路如同一個串并聯(lián)諧 振電路，是功率變換領(lǐng)域的研究熱點之一。 三是采用新型電容器。為了減小電力電子設(shè)備的體積和重量，必須設(shè)法改進電容器的性能，提高能量密 度，并研究開發(fā)適合于電力電子及電源系統(tǒng)用的新型電容器，要求電容量大、等效串聯(lián)電阻ESR小、體積小 等。 電源系統(tǒng)中應(yīng)用大量磁元件，高頻磁元件的材料、結(jié)構(gòu)和性能都不同于工頻磁元件，有許多問題需要研 究。對高頻磁元件所用磁性材料有如下要求：損耗小，散熱性能好，磁性能優(yōu)越。適用于兆赫級頻率的磁 性材料為人們所關(guān)注，納米結(jié)晶軟磁材料也已開發(fā)應(yīng)用。 高頻化以后，為了提高開關(guān)電源的效率，必須開發(fā)和應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)。它是過去幾十年國際電源界的一個 研究熱點。 　　對于低電壓、大電流輸出的軟開關(guān)變換器，進一步提高其效率的措施是設(shè)法降低開關(guān)的通態(tài)損耗。例 如同步整流SR技術(shù)，即以功率MOS管反接作為整流用開關(guān)二極管，代替蕭特基二極管（SBD），可降低管 壓降，從而提高電路效率。 分布電源系統(tǒng)適合于用作超高速集成電路組成的大型工作站（如圖像處理站）、大型數(shù)字電子交換系統(tǒng)等 的電源，其優(yōu)點是：可實現(xiàn)DC/DC變換器組件模塊化；容易實現(xiàn)N+1功率冗余，易于擴增負(fù)載容量；可降 低48V母線上的電流和電壓降；容易做到熱分布均勻、便于散熱設(shè)計；瞬態(tài)響應(yīng) 好；可在線更換失效模塊 等。 　　現(xiàn)在分布電源系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)類型，一是兩級結(jié)構(gòu)，另一種是三級結(jié)構(gòu)。 　　由于AC/DC變換電路的輸入端有整流元件和濾波電容 ，在正弦電壓輸入時，單相整流電源供電的電子 設(shè)備，電網(wǎng)側(cè)（交流輸入端）功率因數(shù)僅為0.6～0.65。采用PFC（功率因數(shù)校正）變換器，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù) 可提高到0.95～0.99，輸入電流THD小于10%。既治理了電網(wǎng)的諧波污染，又提高了電源的整體效率。這 一技術(shù)稱為有源功率因數(shù) 校正APFC單相APFC國內(nèi)外開發(fā)較早，技術(shù)已較成熟；三相APFC的拓?fù)漕愋秃? 控制策略雖然已經(jīng)有很多種，但還有待繼續(xù)研究發(fā)展。 　　一般高功率因數(shù)AC/DC開關(guān)電源，由兩級拓?fù)浣M成，對于小功率AC/DC開關(guān)電源來說，采用兩級拓?fù)? 結(jié)構(gòu)總體效率低、成本高。 　　如果對輸入端功率因數(shù)要求不特別高時，將PFC變換器和后級DC/DC變換器組合成一個拓?fù)?，?gòu)成單 級高功率因數(shù)AC/DC開關(guān)電源，只用一個主開關(guān)管，可使功率因數(shù)校正到0.8以上，并使輸出直流電壓可 調(diào)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為單管單級即S4PFC變換器。 　　電壓調(diào)節(jié)器模塊是一類低電壓、大電流輸出DC-DC變換器模塊，向微處理器提供電源。 　　現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的速度和效率日益提高，為降低微處理器IC的電場強度 和功耗，必須降低邏輯電 壓，新一代微處理器的邏輯電壓已降低至1V，而電流則高達50A～100A，所以對VRM的要求是：輸出電 壓很低、輸出電流大、電流變化率高、快速響應(yīng)等。 2022/2/14 (11 封私信 / 11 條消息) 未來五到十年，開關(guān)電源的會往哪些方向發(fā)展? - 知乎 https://www.zhihu.com/question/336815499 2/2 　　電源的控制已經(jīng)由模擬控制，模數(shù)混合控制，進入到全數(shù)字控制階段。全數(shù)字控制是一個新的發(fā)展趨 勢，已經(jīng)在許多功率變換設(shè)備中得到應(yīng)用。 　　但是過去數(shù)字控制在DC/DC變換器中用得較少。近兩年來，電源的高性能全數(shù)字控制芯片已經(jīng)開發(fā)， 費用也已降到比較合理的水平，歐美已有多家公司開發(fā)并制造出開關(guān)變換器的數(shù)字控制芯片及軟件。 　　全數(shù)字控制的優(yōu)點是：數(shù)字信號與混合模數(shù)信號相比可以標(biāo)定更小的量，芯片價格也更低廉；對電流 檢測誤差可以進行精確的數(shù)字校正，電壓檢測也更精確；可以實現(xiàn)快速，靈活的控制設(shè)計。 　　電源設(shè)備的制造特點是：非標(biāo)準(zhǔn)件多、勞動強度大、設(shè)計周期長、成本高、可*性低等，而用戶要求制 造廠生產(chǎn)的電源產(chǎn)品更加實用、可*性更高、更輕小、成本更低。這些情況使電源制造廠家承受巨大壓力， 迫切需要開展集成電源模塊的研究開發(fā)，使電源產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、可制造性、規(guī)模生產(chǎn)、降低成本 等目標(biāo)得以實現(xiàn)。實際上，在電源集成技術(shù)的發(fā)展進程中，已經(jīng)經(jīng)歷了電力半導(dǎo)體器件模塊化，功率與控 制電路的集成化，集成無源元件（包括磁集成技術(shù)）等發(fā)展階段。近年來的發(fā)展方向是將小功率電源系統(tǒng) 集成在一個芯片上，可以使電源產(chǎn)品更為緊湊，體積更小，也減小了引線長度，從而減小了寄生參數(shù)。在 此基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)一體化，所有元器件連同控制保護集成在一個模塊中。