1.6　开关电源的发展趋势

开关电源因具有体积小、重量轻、效率高等优点，逐渐取代传统技术制造的线性电源，并广泛应用于各种电子设备中。开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又使许多产品更新换代。开关电源的发展趋势可以概括为以下几个方面。

（1）体积减小，效率提高

开关电源的体积、重量主要由磁性元件和电容决定，工作频率和效率与半导体器件的发展休戚相关。随着高频低损磁性材料的发展，功率MOSFET等器件的性能提高，加上软开关以及同步整流技术应用，开关电源的体积不断减小，效率不断提高，功率密度越来越大。例如某公司的DC/DC变换器模块，效率高达90%，功率密度为100W/立方英寸 ¹ 。即一立方英寸体积大小的电源模块，可以输出100W的功率。

（2）可靠性提高

开关电源比线性电源使用的元器件要多几倍以上，因此降低了整机的可靠性。随着控制电路集成度的提高、多种保护功能的加入和各种元器件性能的改善，开关电源的外围电路简化了很多，可靠性差的问题也得到了改善，使其平均无故障时间不断提高。

（3）噪声降低

开关电源纹波和噪声使其应用领域受到了限制。随着开关电源控制技术的发展和软开关技术的应用，开关电源的纹波和噪声都有明显的降低。有些厂家生产的开关电源噪声水平已经可以和线性电源相媲美，只是价格还比较昂贵。

（4）单芯片集成化

随着半导体器件制造工艺的发展，许多厂家将开关电源的控制芯片、功率开关管、电流检测电路等集成到一个单一芯片中，只要外接很少的元件就可组成开关电源，减少了开关电源的元件数量和制作成本。例如PI（Power Integrations）公司的TOPSwitch、TinySwitch和LinkSwitch系列，ST（STMicroelectronics）公司的VIPer22A，安森美（ON Semiconductor）公司的NCP1014、NCP1050、NCP1070等。

（5）控制技术数字化

随着计算机技术的发展和DSP（数字信号处理器）的性能提高，纯数字化PWM技术开始应用。这种控制方式摆脱了模拟电路组成的PWM控制器，利用软件编程来实现PWM和PID控制，便于实现复杂控制算法和自适应控制能力。控制技术数字化是现代开关电源的发展趋势之一。

（6）电源设计自动化

开关电源的设计与计算是复杂和繁琐的工作，随着计算机的应用和互联网的普及，众多半导体器件厂商推出了开关电源的在线设计与仿真软件、设计工具包以及Excel计算工作表等。这些软件简化了开关电源的设计过程，并可推荐所需元器件的型号和参数，为用户设计开关电源提供了很多方便。

（7）常用电源模块化

针对用户常用电源的需要，例如12V、5V、3.3V等，很多厂家将这些电源做成标准的模块，有不同输入电压、不同输出电压和不同输出功率的电源模块，很多厂家的产品系列引脚兼容，可以相互替换，给用户选择带来很多方便。这种电源模块以小功率的DC/DC模块居多。例如12V/5V，1W；24V/5V，3W等。