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功率密度在現(xiàn)代電力輸送解決方案中的重要性和價值不容忽視。
為了更好地理解高功率密度設(shè)計(jì)的基本技術(shù)，在本文中，我將研究高功率密度解決方案的四個重要方面：
將低損耗
zui優(yōu)拓?fù)浜涂刂七x擇
有效的散熱
通過機(jī)電元件集成來小系統(tǒng)體積
首先，讓我們來定義功率密度，井著重了解一些根據(jù)功率密度值比較解決方案時的細(xì)節(jié)
什么是功率度?
對于電源管理應(yīng)用程序而，功率度的定義似乎非 常簡單:它指的是轉(zhuǎn)換器的額定(或標(biāo)稱)輸出功率除以轉(zhuǎn)換器所占體積
但如果您想根功率空度比較電隊(duì)，則需要對這個簡單的定義作出充 分的說明
這里的輸出功率是指轉(zhuǎn)換器在zui壞的環(huán)境條件下可以提供的連輸出功率。環(huán)境溫度、zui大可接受外溫度、方向、海高度和預(yù)期壽ming都可能會影響相關(guān)功率能力
同樣，您可以根據(jù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)，以多種不同的方式定義電源容量。一些變量可能會顯影響容量，從而影響所報告的電源功率密度:包含或排除電磁干抗波器、風(fēng)扇、外亮要求以及輸入和輸出能電容器，這些通常是需要的，但不是許多模塊化電源的一部分。
因此，在比較文獻(xiàn)報道的功率密度數(shù)據(jù)時，必須了解并考慮這些變量
功率密度的歷史
讓我們簡短地回顧一下，看看功率空度的魅力從何而來，以及這一趨勢是如何開始的
從開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換的早期發(fā)以來，效率一直是電力技術(shù)創(chuàng)新的動力。依于輸入出電壓比以及少數(shù)可用拓?fù)涞拈_關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，可以打破性電源的確定性效率
自20世紀(jì)90年代初以來，在個人計(jì)算機(jī)和電子、電信和半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步的推動下，提高 效率的需求大大加加快。
能源危機(jī)的浪潮以及隨之出現(xiàn)的監(jiān)管要求使得效率成為電力系統(tǒng)的一個更重要的屬性，特別星對于節(jié)能和總體擁有成本而言。
近十年來，高功率密度已被公認(rèn)為是電力系統(tǒng)工程的終 極 巔 峰。
如何實(shí)現(xiàn)高功率密度
為了更好地理解對功率密度的關(guān)注，讓我們看看實(shí)現(xiàn)高功率密度所需的條件。即使是外行也能看出，效率、尺す和功率密度之間的特殊關(guān)系是顯而易見的
效率被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高功率密度的把關(guān)人”，因?yàn)獒u低器件的熱zhi關(guān)重要。如要利用更高的效率，必須縮小解決方案的體換句話說，尺す必須縮小)。同時實(shí)現(xiàn)高 效率和小尺す則需要一種能夠在高工作率下高 效工作的解決方案。這種解決方尤其應(yīng)該考:
隆低開關(guān)損耗。一種可以提供低導(dǎo)通和低開關(guān)耗的開關(guān)元件
拓?fù)?、控制和電設(shè)計(jì)。您需要正確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)才能在高開關(guān)頻率下工作。基于所應(yīng)用的控制技術(shù)，考志到大多數(shù)轉(zhuǎn)換器拓?fù)淇梢栽诓煌哪Ｊ较鹿ぷ鳎鐐鹘y(tǒng)的方波脈沖寬度調(diào)制、零電壓或零電流轉(zhuǎn)換或全諧振模式，控制方法和創(chuàng)新的電路實(shí)現(xiàn)也很重要
集成。高工作率對無源元件的縮放效應(yīng)可以縮小功率轉(zhuǎn)換器的尺す.但是，功率密度題中還有另ー個非 常重要的部分集成，見于在技術(shù)中通過單片整合電源、控制元件。在半導(dǎo)體器件方面，設(shè)計(jì)人員正在使用集成多個半導(dǎo)體課片的多芯片模塊技術(shù)，在許多情況下甚車是無源器件、電容器和磁性組件。轉(zhuǎn)換器及其外売的機(jī)械和印刷電路板設(shè)計(jì)無疑是實(shí)現(xiàn)高功率密度關(guān)鍵因素 更佳的熱性能。T的強(qiáng)封裝和先進(jìn)的引框架技術(shù)在zui大限度地減小外部冷卻面和實(shí)際硅溫度之間的溫度梯度方面發(fā)揮著重要作用。這些技術(shù)以及相應(yīng)的建模和優(yōu)化能力提供了更佳的熱性能。這不僅可以幫助實(shí)現(xiàn)高功率密度設(shè)計(jì)，而且可以長期、可地運(yùn)行的半導(dǎo)體器件。 這四種基礎(chǔ)技術(shù)的合是成功完成高功率密度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，您可以像查看成單一樣查看所實(shí)現(xiàn)的功率空度，從而對設(shè)計(jì)人員應(yīng)用zui合適半導(dǎo)體技術(shù)的程度進(jìn)行評定，以及查看他們是否選擇了正確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方法、機(jī)械設(shè)計(jì)、熱管理及集成策略。 結(jié)論
如果您真的想了解功率密度為何足輕，除了把它看作是電力工程的技術(shù)優(yōu)勢外，您還得看看整個行業(yè)和社會如何從更高的功率度中獲益。 例如，更小的物理尺寸通常等同于更少的原材料用量，這意味著更低的材料成本。同樣，更小的尺寸和更少的材料可能會使量減，這在運(yùn)輸頜域的電力系統(tǒng)中是非 常有價值的屬性，可以節(jié)省燃科或延長運(yùn)輸距離。zui后，隨著功率密度的提高，小型化的可能性也隨之増加。推這一方面向深發(fā)震，使得電力轉(zhuǎn)換行業(yè)能夠創(chuàng)適出前 所 未 有的新市場。
正如這些例子所示，功率密度非 常重要，因?yàn)樗谙祵用鏋橹圃焐?、用戶或運(yùn)書商來明確的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。所有的這些優(yōu)勢都能以較低的總擁有成本得到證明。
我希望這些信息和我們功本密度相關(guān)的五個培訓(xùn)視系列，能夠幫助進(jìn)一步了解我們的公司和技術(shù)，我們先進(jìn)的硅技術(shù)和壓氮化功率器件可以幫助，從低zhi5V到600v以上電源電壓范國內(nèi)，實(shí)現(xiàn)出色的功率密度。
