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凡亿专栏 | ​ 现代开关电源设计:有哪些要素值得关注?
​ 现代开关电源设计:有哪些要素值得关注?

随着科技的飞速发展,开关电源作为电子设备的心脏,如何提升其性能及效率是不少工程师关注的焦点,除此之外还有其他核心要素也值得关注。

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1、功率半导体器件性能

新型材料应用:关注碳化硅(SiC)等新型功率半导体材料的应用,以提高耐高温、高频大功率器件的性能。

IGBT技术进展:追踪IGBT的电压、电流额定值提升及工作频率上限的拓展,以满足更高效、更紧凑的电源设计需求。

2、电源功率密度提升

高频化技术:通过提高PWM变换器的工作频率,减小储能元件的体积重量,实现电源的小型化、轻量化。

压电变压器应用:探索压电变压器在高频功率变换器中的轻、小、薄及高功率密度优势。

新型电容器研发:寻求电容量大、等效串联电阻小、体积小的新型电容器,以进一步减小电源体积和重量。

3、高频磁与同步整流技术

高频磁元件优化:研究适用于高频化的磁元件材料、结构和性能,降低损耗,提高散热性能。

软开关技术应用:开发和应用软开关技术,降低开关损耗,提高开关电源的效率。

同步整流技术:采用功率MOS管作为整流开关二极管,降低管压降,提升电路效率。

4、全数字化控制

数字控制芯片发展:关注高性能全数字控制芯片的研发与应用,实现快速、灵活的控制设计。

数字信号优势:利用数字信号进行电流检测误差校正和电压检测,提高精度和稳定性。

5、电磁兼容性

EMI抑制:研究开关过程中产生的di/dt和dv/dt对电磁干扰的影响,开发有效的抑制措施。

EMC模型建立:建立包括电力电子器件、变换器电路、控制电路等在内的完整EMC模型,进行仿真与优化。

6、设计与测试技术

建模与仿真:利用先进的建模和仿真工具,进行电源系统的优化设计。

CAD技术应用:采用基于仿真的专家系统进行电源系统的CAD设计,实现性能最优、成本最低的设计方案。

综合测试技术:发展电源系统的热测试、EMI测试、可靠性测试等综合测试技术,确保产品质量。


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