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簡述DC-DC開關(guān)電源小型化發(fā)展中的不足及其應(yīng)對措施

鉅大LARGE  |  點擊量:1456次  |  2020年05月15日  

摘要


本文將簡要分析高頻DC-DC開關(guān)電源在小型化過程中(第二個基本目標(biāo))的成功與不足,并提出改進(jìn)與應(yīng)對的措施。使得高功率密度、大電流輸出、高的紋波噪聲抑制能力的開關(guān)電源問世。


在電源最基本的指標(biāo)方面,一個具有這樣指標(biāo)的高頻DC-DC模塊或者功率芯片,也許是我們這個發(fā)展階段最后的成果:它們具有180-1000W/in3的功率密度,100A以上的輸出電流與數(shù)百瓦-1千瓦的功率,同時,在所有負(fù)載下,都具有0.1-0.05%以下的紋波系數(shù)。并且,根據(jù)要,基本上不用任何的外接元器件,通過串并聯(lián)、反饋即可組成任何輸出電壓、電流和功率、各種規(guī)格、用途與指標(biāo)的電源。


一個具有極高的電感/體積比L/V的大電流輸出電感性濾波器NIF連接于100A功率芯片VTM的輸出端,它的電感L足以使VTM的紋波系數(shù)在全負(fù)載內(nèi)均低于0.1-0.05%,而體積僅相當(dāng)于VTM中的3.5MHz功率變壓器。而且,由于NIF不是一個儲能元件,因此它不是提高響應(yīng)速度的限制性因素。


目錄


·前言


·高頻DC-DC開關(guān)電源在實現(xiàn)小型化、提高功率密度方面取得了巨大成就


·但高功率密度高頻DC-DC低壓大電流輸出能力及紋波噪聲抑制能力受到限制


·簡析出現(xiàn)這兩種限制的原因


·改進(jìn)與應(yīng)對的措施


·一種具有極高的電感/體積比L/V的大電流輸出電感性濾波器NIF


·有關(guān)響應(yīng)速度


·對開關(guān)電源發(fā)展的展望


一、前言


人們希望直流電源象一個容量很大的原電池相同的干凈,紋波和噪聲極低,內(nèi)阻極小。希望有很快的響應(yīng)速度。是數(shù)十年來人們不斷努力追求的第一個基本目標(biāo)。


同時,提高電源的功率密度和效率,使之小型、輕量、高效;提高電源的功率輸出特別是低壓大電流輸出,這也是數(shù)十年來人們不斷努力追求的第二個基本目標(biāo)。


在線性穩(wěn)壓電源和SCR相控電源的發(fā)展階段,為了追求第一個基本目標(biāo)我們?nèi)〉昧撕艽蟮某晒?。至今,制造紋波系數(shù)0.01%、電壓調(diào)整率0.05%的直流電源并非難事。假如設(shè)計足夠的開環(huán)增益與合理的開環(huán)頻率特性,也可以達(dá)到很高的閉環(huán)響應(yīng)速度。但是,它的體積很大,效率低,因而輸出電流也不大。


為了實現(xiàn)第二個基本目標(biāo)而出現(xiàn)的高頻DC-DC開關(guān)電源技術(shù),在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,均處于核心地位。它在功率密度和效率的提高,使之小型、輕量、高效和電流輸出方面取得了極大的成功,但是,由于它逆變中的換向問題和各組成部分發(fā)展的不平衡,也留下了明顯的不足與遺憾:超小型的模塊或者功率芯片不可能達(dá)到很大的電流輸出和高的紋波噪聲抑制能力。換句話說,要求低壓大電流輸出和有很高的紋波噪聲抑制能力的開關(guān)電源,就不可能有很高的功率密度。


本文將簡要分析高頻DC-DC開關(guān)電源在小型化過程中(第二個基本目標(biāo))的成功與不足,并提出改進(jìn)與應(yīng)對的措施。使得高功率密度、大輸出電流、高的紋波噪聲抑制能力的開關(guān)電源問世。


二、高頻DC-DC開關(guān)電源在實現(xiàn)小型化、提高功率密度方面取得了巨大成就


在半個多世紀(jì)以前,其實人們就都了解了開關(guān)電源的原理:采取逆變的方法實現(xiàn)直流-交流-直流的轉(zhuǎn)換。這樣一來,就可以通過變壓器、調(diào)頻-調(diào)寬等方式來調(diào)節(jié)輸出直流電壓;可以通過提高工作頻率來縮小變壓器、電路中的儲能元件電感濾波器、電容器的體積重量。這樣的電源比線性穩(wěn)壓電源和SCR相控電源的效率和功率密度要高得多。


隨著電子技術(shù)、半導(dǎo)體器件快速的發(fā)展,數(shù)十年來電源的高頻化和軟開關(guān)技術(shù)成為了國際電力電子界研究的重要熱點之一。在很多方面開關(guān)電源逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和SCR相控電源。開關(guān)電源高頻化的理想開始實現(xiàn),采用pWM控制技術(shù)的DC/DC變換器模塊操作頻率已經(jīng)達(dá)到了從20kHz到400kHz范圍。同時,為了解決逆變中的換向帶來的變換器開關(guān)功耗大、效率降低及噪聲新增等問題,1997年,在已進(jìn)行了將近三十年的世界范圍的軟開關(guān)基礎(chǔ)理論研究之后,“第二代產(chǎn)品”以零電流開關(guān)(ZCS)、零電壓開關(guān)(ZVS)軟開關(guān)控制技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合了控制集成、封裝、鐵氧體、噪聲和散熱技術(shù)等方面的最新科技成果,使功率密度達(dá)到了120-180W/in3,效率達(dá)到90%,操作頻率接近1MHz。在過去的幾年里還實現(xiàn)了完全的ZVS同步整流和開展集成電源模塊的研究開發(fā)。使得高功率密度高頻DC-DC開關(guān)電源產(chǎn)品達(dá)到了與“理想功率器件”極為接近的境地。出現(xiàn)了很多的電路拓?fù)洹D壳?,甚至出現(xiàn)了工作頻率是3MHz的1000W/in?的功率芯片,有了飛速的發(fā)展。


三、但是高功率密度高頻DC-DC低壓大電流輸出能力及紋波噪聲抑制能力受到限制


但是,我們也應(yīng)當(dāng)看到,在不斷的提高工作頻率、功率密度和效率的過程中,高功率密度高頻DC-DC開關(guān)電源模塊或者功率芯片,它將受到兩個限制:它的低壓大電流輸出能力受到限制。在低壓大電流輸出時,它的紋波噪聲抑制能力也受到限制。然而,正如前面已經(jīng)指出的,在任何一種不追求高功率密度的低頻開關(guān)電源,在這些方面卻都沒有不可克服的限制。


目前無論是高功率密度DC/DC模塊,或者是分比式功率架構(gòu)中的功率芯片,功率多數(shù)在數(shù)百瓦以內(nèi),最大輸出電流在100A以下。而不追求高功率密度的開關(guān)電源,比如說工作頻率在100-200KHz以下,功率密度為6-10W/in?左右的框架式整機(jī)開關(guān)電源產(chǎn)品。其輸出功率可以達(dá)到數(shù)千瓦以上,輸出電流可以很容易的達(dá)到數(shù)百安培,甚至更大。假如想制造輸出電流幾百安上千安、紋波系數(shù)0.05%—0.01%的這類直流電源,在實踐上或者理論上都不會發(fā)生困難。這說明了什么呢?這說明了我們在不斷的提高功率密度的過程中,自始至終存在著一個輸出低壓大電流能力的限制性因素。至于說通過模塊的串并聯(lián)來新增功率和電流,那是另一個問題。實際上也不可能完全通過串并聯(lián)來解決,在n+1亢余系統(tǒng)中,通過模塊串并聯(lián)組成的更大電流更大功率的電源,但是它的整機(jī)功率密度是遠(yuǎn)低于每一個模塊的。單個電源模塊的功率越大,整機(jī)功率密度就下降越多。


同樣,如上面所述,線性穩(wěn)壓電源和SCR相控電源,或者不追求高功率密度的、輸出數(shù)百安培的框架式整機(jī)開關(guān)電源,它的紋波噪聲也能夠很容易的達(dá)到0.2%-0.05%以下。但是,無論是高功率密度高頻DC/DC模塊,或者是分比式功率架構(gòu)中的功率芯片,在它的最大輸出電流80-100A時,它的紋波噪聲甚至?xí)_(dá)到5-10%以上。這說明了什么呢?這說明了我們在不斷的提高輸出大電流能力的過程中,高功率密度高頻DC/DC模塊和芯片自始至終存在著一個紋波和噪聲水平的限制性因素。作為一個產(chǎn)品,外接電容實際上并不那么容易解決問題,輸出電流愈大愈是如此。


所以,盡管高功率密度高頻DC/DC或者是分比式功率架構(gòu)中的功率芯片的功率密度和效率是如此的高,但是,它是以犧牲某些性能為代價的。因此,它目前還無法完全取代那些體積較大、效率較低的線性穩(wěn)壓電源或者較低工作頻率的開關(guān)電源。


四、簡析出現(xiàn)這兩種限制的原因


在這篇文章中,我將首先針對高功率密度高頻DC/DC電源在發(fā)展的過程中所出現(xiàn)的上述不足或缺陷,簡單的分析它出現(xiàn)的原因,對其中的某些問題提出建設(shè)性的意見,假如有必要,將在后續(xù)的文章中,詳細(xì)的論述它。


它的低壓大電流輸出能力受到限制的重要原因是:


首先,采取逆變的方法實現(xiàn)直流-交流-直流轉(zhuǎn)換的開關(guān)電源,逆變換向問題是它的原理性的缺陷,這和直流電動機(jī)的換向在理論上是相同的。假如有一天,我們發(fā)明了一種新的DC/DC的變換方式,它沒有逆變換向問題,那么,這類原理性的缺陷就沒有了。在現(xiàn)今,盡管我們可以在一定程度上克服它,但是要想徹底解決原理性的缺陷所帶來的限制性的因素是不可能的。這個缺陷必然限制DC/DC變換器輸出電流能力和功率密度的進(jìn)一步提高,以現(xiàn)在的情況而論,高功率密度高頻DC/DC模塊產(chǎn)品,或者是分比式功率架構(gòu)中的功率芯片,在如此高的功率密度下,它們可能沒有了多少有價值的發(fā)展可能性。當(dāng)然,我們還可以進(jìn)一步的研究這個可能性還有多少,。在以后的文章中,我還準(zhǔn)備更詳細(xì)的論述對這個問題的估計。


其次,鑒于上述的原因,假如還要進(jìn)一步提高大電流輸出的能力,將使電磁環(huán)境更加惡化,紋波和噪聲增大,而在如此狹小的空間內(nèi),已經(jīng)沒有空間來安裝合適的濾波器,為了維持最基本的直流輸出質(zhì)量,制造商要么降低功率密度,要么降低電流輸出。這個問題以后還要論述。


第三,在我們所處的“微電子技術(shù)”時代,常溫超導(dǎo)材料的問題可能在相當(dāng)長的時間內(nèi)無法解決。


在低壓大電流輸出時,它的紋波和噪聲抑制能力受到限制的重要原因是:


在DC/DC的變換方式中,逆變換向是要時間的,輸出電流越大要時間越多。這是高功率密度高頻DC/DC模塊,或者是分比式功率架構(gòu)中的功率芯片,在低壓大電流輸出時,紋波較大的根源。換句話說,假如換向不要時間的話,那么DC/DC變換器的輸出電壓波形在理論上將是一條平滑的直線,沒有紋波和噪聲。我們了解,在任何一種DC/DC變換器中,都實際存在著基頻為兩倍工作頻率的,由換向所造成的紋波和噪聲。尤其是關(guān)于大電流的換向,無論是零電壓,零電流開關(guān),或者說是任何一種其它的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),都不能消除這類原理性的倍頻紋波和噪聲。輸出電流越大紋波噪聲也越大,唯有寄希望于濾波。


但是,在低壓大電流輸出時,負(fù)載電阻極低,接近于短路,唯有采用電感性濾波器才能有效地清除紋波,采用并聯(lián)電容濾波效果是不明顯的。電感性濾波器是一個儲能元件,它的體積與通過它的電流(輸出電流)的平方成正比例,因此,制造紋波系數(shù)極低的大電流輸出開關(guān)電源時,它所要的大電感量的濾波器將有很大的體積,此時它將比功率變壓器大得多。它無法安裝在功率密度極高的高頻DC/DC模塊,或者是功率芯片中,這是在低壓大電流輸出時,它的紋波和噪聲的抑制能力受到限制的最重要的原因。換句話說,欲制造輸出電流極大、紋波系數(shù)極低的開關(guān)電源,就不可能有極高的功率密度,相反,欲制造功率密度極大的高頻DC/DC模塊或功率芯片,就不可能有極低的紋波系數(shù)。在分比式功率架構(gòu)的功率芯片與高功率密度高頻DC/DC模塊中,由于體積限制的原因,無法安裝足夠的電感濾波器,或者沒有考慮到電感性濾波,所以它無法達(dá)到很低的紋波系數(shù)。


綜合上面的論述,我認(rèn)為,在DC-DC開關(guān)電源小型化的發(fā)展道路上,逆變換向問題是一個原理性的缺陷,它是高功率密度高頻DC/DC開關(guān)電源,或者是分比式功率架構(gòu)中的功率芯片的輸出大電流能力受到限制,不太可能再有階躍性的大發(fā)展的重要原因。而電感性濾波器小型化發(fā)展的緩慢,是它的紋波噪聲抑制能力受到限制的重要原因。換句話說,電源各個組成部分元器件的發(fā)展是不平衡的。如功率開關(guān)、功率二極管、變壓器、控制集成電路等發(fā)展很快,但是,儲能元器件如電容器、電感器等的發(fā)展就較慢。所以,也可以這樣說,這種發(fā)展的不平衡,才是DC-DC開關(guān)電源小型化發(fā)展中,功率密度與紋波噪聲抑制能力發(fā)展不平衡的最終原因。單純的采用提高頻率的方法是不可能解決全部問題的。


假如我們對高功率密度高頻DC-DC開關(guān)電源的這些問題能夠提出滿意的解決方法:它不僅功率密度和效率極高,大電流輸出能力也強(qiáng)。而且在任何負(fù)載下,輸出電壓的質(zhì)量也極高,紋波噪聲極低。那么,人們希望直流電源達(dá)到的兩個基本目標(biāo)才有可能得以全面的實現(xiàn)。只有這樣,才能使高頻電源模塊或者功率芯片,完全取代那些體積較大、效率較低的DC-DC開關(guān)電源。


五、改進(jìn)與應(yīng)對的措施


由于開關(guān)電源存在著“換向問題”這類原理性的限制,以及我們所處的“微電子技術(shù)”這個時代性的限制,當(dāng)功率密度和頻率高到一定程度的時候,損耗將是不能容忍的。因此,以功率密度為120-180W/in3的軟開關(guān)高頻DC/DC模塊以及功率密度為1000W/in3,開關(guān)頻率為3.5兆周的功率芯片,它們的最大輸出電流80-100A,不大可能再有大幅度的提高。換句話說,BCM、VTM可能已接近我們這個發(fā)展階段最后的成果。


但是,在目前的技術(shù)條件下,我們還有潛力來大幅度提高上述模塊和芯片的紋波噪聲抑制能力。我們是否可以這樣認(rèn)為,在電源最基本的指標(biāo)方面,一個具有這樣指標(biāo)的高頻DC-DC模塊或者功率芯片,也許是我們這個發(fā)展階段最后的成果:它們具有180-1000W/in3的功率密度,100A以上的輸出電流與數(shù)百瓦-1千瓦的功率。同時,在所有負(fù)載下,都具有0.1-0.05%以下的紋波系數(shù)。并且,根據(jù)要,基本上不用任何的外接元器件,通過串并聯(lián)、反饋即可組成任何輸出電壓、電流和功率、各種規(guī)格、用途與指標(biāo)的電源。


實現(xiàn)這個發(fā)展階段最后的成果,取決于電源的各個組成部分都得到平衡的發(fā)展,取決于大電流電感濾波器小型化的可能性。比如說,一個具有極高的電感/體積比L/V的大電流輸出電感性濾波器NIF連接于100A功率芯片VTM的輸出端,它的電感L足以使VTM的紋波系數(shù)在全負(fù)載內(nèi)均低于0.1-0.05%,而體積僅相當(dāng)于VTM中的3.5MHz功率變壓器。那么,安置了這種NIF的功率芯片不僅有極高的功率密度,而且有極低的紋波系數(shù)。


但是,從電源的發(fā)展史中我們也了解,對輸出濾波器的研究,特別是大電流的電感性濾波器的小型化的研究是十分不夠的:傳統(tǒng)的電感性濾波器是不能滿足要求的,它的體積很大,電感/體積比L/V極低。在數(shù)十年前就已經(jīng)確立的電源技術(shù)理論的數(shù)學(xué)物理模型告訴我們,在大電流輸出的情況下,輸出電感濾波器的體積在電源中占有最大的部分,輸出電流越大占有的體積比率也越大,L/V也越低。假如我們能在這方面取得突破性進(jìn)展,在基本理論方面有新的研究成果,運用于高功率密度的電源產(chǎn)品中。那么,我們就有可能在功率密度、大電流輸出、很低的紋波系數(shù)等方面都獲得令人滿意的指標(biāo)。


鑒于上面的理由,本人十分有興趣的致力于大電流輸出的電感性濾波器小型化的研究,并取得實效。本文將向大家宣告一種具有極高的電感/體積比L/V的大電流輸出電感性濾波器NIF的問世,它將使上述問題得到滿意的解決。有關(guān)NIF比較詳細(xì)的情況,在以后的文章中我還要論述它。


六、一種具有極高的電感/體積比L/V的大電流輸出電感性濾波器NIF


我們了解,傳統(tǒng)的電感性濾波器是一個儲能元件,它的體積將與它的輸出電流的平方成正比,即V=kI2,也就是說,它的體積與它儲存的能量成正比。這與功率變壓器有著本質(zhì)的差別。比如說,足以使100A功率芯片VTM的紋波系數(shù)低于0.1-0.05%的輸出電感性濾波器的體積將比VTM中的3.5MHz,100A功率變壓器的體積要大得多。


我們能不能企圖去改變電感性濾波器這類元器件本身的電學(xué)物理學(xué)特性,使它能夠很容易的達(dá)到電源系統(tǒng)對它的體積的限制呢?


我們經(jīng)過數(shù)年的研究,開發(fā)出一種新型的大電流輸出電感性濾波器NIF。它不同的有差別的特點是:NIF不是一個儲能元件,這是最重要最本質(zhì)的改變。因而,它的體積不是與輸出電流的平方成正比,而只是與輸出電流成正比,即V=kI。這也就是說,在電感量L和額定輸出電流I都相同的條件下,NIF與傳統(tǒng)的輸出電感性濾波器的體積之比是和輸出電流成反比。即:


(Vn/V)=h(1/I)﹤﹤1


其中:Vn、V、h、I分別為NIF體積,傳統(tǒng)輸出電感濾波器的體積,比例系數(shù),輸出電流。兩者的電感量,工作頻率,額定輸出電流都相同。


這就是說,與傳統(tǒng)的輸出電感性濾波器相比,NIF的體積將大為縮小了。而且電流越大,縮小得也越多。


NIF的體積與工作頻率成反比,與電感量L和輸出電流I成正比,因而具有極高的電感/體積比L/V。這種優(yōu)質(zhì)的特性是歸功于一種新穎的思路和獨特設(shè)計方法,比如說,一個適合于3.5MHz工作頻率,輸出電流100A的NIF,它的電感足以使100AVTM功率芯片的輸出紋波系數(shù)小于0.1%—0.05%,但它的體積只相當(dāng)于這個功率芯片VTM中的功率變壓器的體積。假如我們把它集成在VTM內(nèi),因為它非常的小,不至于太多的降低功率芯片的功率密度。


NIF的極高的電感/體積比L/V,使電源的各個組成部分得到了平衡的發(fā)展,將使高功率密度高頻DC/DC開關(guān)電源模塊,或者功率芯片,在所有的負(fù)載情況下,都能達(dá)到很低的紋波系數(shù)。從而使數(shù)十年來開關(guān)電源不斷努力追求的兩個基本目標(biāo)得以實現(xiàn)。


還要著重提及的是,由于NIF不是一個儲能元件,因此它不是提高響應(yīng)速度的限制性因素,這也是NIF無與倫比的優(yōu)越性之一。


七、有關(guān)響應(yīng)速度


最后,有必要對電源的紋波系數(shù)指標(biāo)和響應(yīng)速度的關(guān)系加以分析,我們了解,一個控制系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)和靜態(tài)指標(biāo)之間是有矛盾的。比如說,一個理想的感應(yīng)分壓器(變壓器)或者電阻分壓器,它們的響應(yīng)速度是極快極快的。但是,它們的諧波抑制能力等于零。同樣的,功率芯片VTM中的變壓器,接近于理想變壓器,因此有很快的響應(yīng)速度,但是,它們的紋波抑制能力則是不強(qiáng)的。至于是重要滿足靜態(tài)指標(biāo)還是動態(tài)指標(biāo),這要根據(jù)使用者的要來綜合考慮確定。比如說,先根據(jù)要求設(shè)計濾波器以達(dá)到100A輸出時紋波系數(shù)小于0.05%,這時響應(yīng)速度可能不夠,我們則可采用合適的閉環(huán)控制,假如控制系統(tǒng)具有足夠的開環(huán)增益與合理的開環(huán)頻率特性函數(shù),一般來說也可以達(dá)到預(yù)定的閉環(huán)響應(yīng)速度。


八、對開關(guān)電源發(fā)展的展望


在高頻化方面:頻率的提高肯定是有極限的?;镜碾娐防碚摳嬖V我們:一個周期的時間應(yīng)當(dāng)比一個開關(guān)的動作時間長得多,否則過渡過程的處理就會越來越困難,而一個開關(guān)能量的釋放,電路中的儲能元件能量(或電荷)的轉(zhuǎn)移都是要時間的,能量越大要的時間就越長。另外還存在著高頻工作受寄生參數(shù)的影響越來越大、控制電路越來越復(fù)雜等更多的難題。能量是不能突變的,我們無法‘制造永動機(jī)’。


在小型化方面:以功率密度為120-180W/in3的軟開關(guān)高頻DC/DC模塊仍然是當(dāng)今世界模塊電源最佳的主流產(chǎn)品。新出現(xiàn)的分比式功率架構(gòu)中的功率芯片,其功率密度甚至達(dá)到了1000W/in3,3.5MHz。它的工作頻率再一次的提高比從20KHz提高到數(shù)百KHz要困難得多。這似乎在說明,在現(xiàn)在微電子技術(shù)的條件下,或者已經(jīng)接近到頻率使用的極限。假如超出了這個范圍,電源制造的難度將顯著加大,是否合理可能發(fā)生問題。另外,由于直流電源系統(tǒng)內(nèi)部各部分技術(shù)的發(fā)展存在不均衡性,其中發(fā)展最快的是整流器技術(shù),而配電技術(shù)則相對發(fā)展緩慢。以通信電源系統(tǒng)為例,一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高,推動了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高,但由于配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定,這也一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。


在元器件、控制技術(shù)和制造工藝、集成技術(shù)等等其它方面:在現(xiàn)在電子技術(shù)的條件下,除了還沒有發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)特性,如常溫超導(dǎo)等物質(zhì)特性外,我們已經(jīng)成功的解決了很多的問題:如功率半導(dǎo)體器件、高頻磁元件的材料、功率變壓器、新型電容電感、諧振技術(shù)與軟開關(guān)、同步整流技術(shù)、分布電源結(jié)構(gòu)、pFC變換器、全數(shù)字化控制、電磁兼容性、設(shè)計和測試技術(shù)、控制系統(tǒng)的集成化等等。


據(jù)此,有的學(xué)者認(rèn)為:按照“創(chuàng)造性解決問題的理論”,這個描述技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律的理論,一般而言,技術(shù)的生命周期包含四個階段:嬰兒期、成長期、成熟期和衰退期,種種跡象表明,目前直流電源的核心技術(shù)--開關(guān)電源技術(shù)基本上開始步入成熟期:效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高,……未來幾年甚至十幾年內(nèi),直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個緩慢發(fā)展的階段,直至有一天,一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn),直流電源產(chǎn)品就會再出現(xiàn)一個階躍性的發(fā)展,就象開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù),給電源帶來了革命性的變化。


我認(rèn)為,這個推斷大致是正確的。但是,在這種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn)之前,我們還能夠作些什么呢?


現(xiàn)在電源制造的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格是五花八門的,這是技術(shù)落后時代的產(chǎn)物,不利于技術(shù)的進(jìn)步,也不利于用戶的使用。在電源技術(shù)步入成熟的今天,我們應(yīng)當(dāng)力求使電源的制造標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一于一種先進(jìn)的模式。


我十分欣賞和贊成分比式功率架構(gòu)這種靈活的電源組成結(jié)構(gòu),根據(jù)這種芯片化的思想,我們可以按照組成電源的各個功能部件,全部制成相應(yīng)的功能(功率)芯片,這樣一來,我們就可以根據(jù)要,基本上不用任何的外接元器件,通過串并聯(lián)、反饋即可組成任何輸出電壓、電流和功率、各種規(guī)格與指標(biāo)的電源。


這些功能(功率)芯片是組成電源最基本的單元,它們應(yīng)該有最優(yōu)秀的品質(zhì),不用任何的外接元器件。芯片的制造標(biāo)準(zhǔn)化,并有各種規(guī)格。


這也許是我們這個發(fā)展階段最好的選擇。


上面的文章僅僅是提出了問題,在以后的文章中,本人將對必須涉及的,更多的具體問題,全面詳細(xì)的展開討論與評估,并力圖提出解決這些問題的思想和方法。同時也歡迎電源業(yè)界的同行們,參與我們的討論和評議。


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