電源適配器的模塊發(fā)展至今,工程師們都著眼于如何將模塊做得更為小型化,輕量化,其實大家都明白可以通過提升開關(guān)頻率來提高電源適配器的功率密度。但為什么迄今為止模塊的體積沒有變化太大?是什么限制了開關(guān)頻率的提升呢?又是什么限制了電源適配器的小型化呢?

電源適配器產(chǎn)品在市場的應(yīng)用主導(dǎo)下,日趨要求小型、輕量、高效率、低輻射、低成本等特點(diǎn)滿足各種電子終端設(shè)備,為了滿足現(xiàn)在電子終端設(shè)備的便攜式,必須使開關(guān)電源體積小、重量輕的特點(diǎn),因此,提高開關(guān)電源的工作頻率,成為設(shè)計者越來越關(guān)注的問題,然而制約開關(guān)電源頻率提升的因素其實主要包括三方面,開關(guān)管、變壓器和EMI及PCB設(shè)計。

開關(guān)管作為開關(guān)電源模塊的核心器件,其開關(guān)速度與開關(guān)損耗直接影響了開關(guān)頻率的極限。變壓器鐵損與開關(guān)頻率也是影響因素。變壓器鐵損是和開關(guān)頻率的kf次方成正比,又與磁性溫度的限制有關(guān),所以隨著開關(guān)頻率的提高,高頻電流在線圈中流通產(chǎn)生嚴(yán)重的高頻效應(yīng),從而降低了變壓器的轉(zhuǎn)換效率,導(dǎo)致變壓器溫升高,從而限制開關(guān)頻率提高

假設(shè)上述的功率器件損耗解決了,真正做到高頻還需要解決一系列工程問題,因為在高頻下,電感已經(jīng)不是我們熟悉的電感,電容也不是我們已知的電容了,所有的寄生參數(shù)都會產(chǎn)生相應(yīng)的寄生效應(yīng),嚴(yán)重影響電源的性能

要提高電源適配器的功率密度,首先考慮的是提高其開關(guān)頻率,要有效減小變壓器、濾波電感、電容的體積,還要解決由開關(guān)頻率引起的損耗,而導(dǎo)致溫升散熱設(shè)計難,頻率的提高也會導(dǎo)致驅(qū)動、EMI等一系列工程問題。