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了解提高功率密度的利弊权衡和所需技术
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要实现一个成功的设计，其关键之处通常在于减小电源尺寸。空间是有限的。人们始终面临着一个挑战，即在更小的空间内实现更大的功率。从更广泛的意义上说，电源的小型化已经并将继续推动新的市场和应用。
内容概览
本文分析了限制功率密度提高的一些因素，并提供了一些可帮助设计人员克服这些障碍的技术示例。
 1 什么是功率密度？ | 根据应用的不同，可通过几种不同的方式查看功率密度，但目标一致：减小解决方案尺寸以提高功率密度。 |
| 2 限制功率密度的因素有哪些？ | 限制设计人员提高功率密度能力的主要因素是转换器的功率损耗（包括传导、电荷相关、反向恢复以及导通和关断损耗）以及系统的热性能。 |
| 3 | 如何突破限制功率密度的障碍 设计人员必须多措并举，并行采取多种方式来克服每个限制因素：减少开关损耗；提高封装热性能；采用创新的拓扑和电路；并利用更多的无源集成。 |
Authors
Jeffrey Morroni, Ph.D,
Manager - Kilby Power, Isolation and Motors
Texas Instruments
Pradeep Shenoy, Ph.D.
Manager, Power Design Services
Texas Instruments
数十年来，功率密度变得越来越高，这一行业发展趋势已成为一个不争的事实，预计这一趋势仍将继续。图 1 展示了 6A 至 10A 电源模块的转换器尺寸随时间推移而不断减小的情况。技术的进步可以让尺寸减小或让功率输出能力的大幅提升。每条实线代表了新一代技术，并展示了提高功率密度可带来的相关好处。
图 1 随着新一代技术的发展，电源模块的尺寸会随着时间的推移而减小。功率密度的提高通常与效率或成本等其他领域的发展息息相关。一般而言，功率转换效率的根本性提高可减小解决方案的尺寸。减小尺寸会产生一系列连锁反应，物理材料更少、组件更少、成本结构更好、解决方案集成更多以及总体拥有成本更低，从而实现成本的节省。