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：降低損耗，最優(yōu)拓撲和控制選擇，有效的散熱，通過機電元件集成來減小系統(tǒng)體積，我還將演示如何與 TI 合作，使用先進的技術(shù)能力和產(chǎn)品來實現(xiàn)這四個方面，幫助您改進并達到功率密度值。首先，讓我們來定義功率密度，并著重了解一些根據(jù)功率密度值比較解決方案時的細節(jié)。

　　什么是功率密度？

　　對于電源管理應(yīng)用程序而言，功率密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，如圖 1 所示。

　　但如果您想根據(jù)功率密度比較電源，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)換器在最壞的環(huán)境條件下可以提供的連續(xù)輸出功率。環(huán)境溫度、最大可接受外殼溫度、方向、海拔高度和預(yù)期壽命都可能會影響相關(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。一些變量可能會顯著影響容量，從而影響所報告的電源功率密度：包含或排除電磁干擾濾波器、風(fēng)扇、外殼要求以及輸入和輸出儲能電容器。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，看看功率密度的魅力從何而來，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)展以來，效率一直是電力技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動力。依賴于輸入輸出電壓比以及少數(shù)可用拓撲的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，可以打破線性電源的確定性效率。自 20 世紀(jì) 90 年代初以來，在個人計算機和電子、電信和半導(dǎo)體技術(shù)進步的推動下，提高效率的需求大大加快。如圖 2 所示，功率解決方案效率的提高促進了功率密度的不斷進步。