高級(jí)設(shè)計(jì)中的高密度AC/DC電源

一個(gè)新的超小型高密度AC/DC電源系列滿足了低端市場(chǎng)上先進(jìn)電源方案的需要。這些開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)是高效率、高電流密度。

這種電源不僅可節(jié)省電路板上的空間，使系統(tǒng)添加能實(shí)現(xiàn)其它功能的電路，同時(shí)可靠性更高(因?yàn)椴恍枰嵘?，熱性能和EMI性能也更為優(yōu)化。它們還具有更大的設(shè)計(jì)靈活性，更好的產(chǎn)品封裝形式以及更利于進(jìn)行生產(chǎn)。

過(guò)去，許多公司生產(chǎn)的產(chǎn)品都差不多，設(shè)計(jì)者沒(méi)有什么可選擇的，只能選低功率AC/DC電源。這些產(chǎn)品又大又重，平均效率不到70%，封裝功率密度不到4瓦/立方英寸，電流密度也不大。一個(gè)60W電源的尺寸一般是3×5×1.4英寸或者更大一些，而一個(gè)100W的電源更是它體積的兩倍，所占用的空間足夠放得下另一塊印制板。

這些老式產(chǎn)品的實(shí)際功率輸出比標(biāo)稱值低20%左右(如果不加風(fēng)扇的話)。對(duì)于大部分這些電源產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，提高電流密度會(huì)導(dǎo)致整個(gè)輸出功率和效率的下降。這種情況，給那些想改善工作性能、突破熱性能極限的設(shè)計(jì)者帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

新設(shè)計(jì)，新選擇

現(xiàn)在，設(shè)計(jì)者可以選擇一種平均效率高于86%、封裝密度達(dá)到10瓦/立方英寸(是業(yè)界平均值的三倍)、電流密度達(dá)到業(yè)界平均水平4倍的成品式電源。對(duì)于這種電源來(lái)說(shuō)，增加電流對(duì)效率的影響幾乎是微不足道的，而且還不會(huì)增加封裝的尺寸。

以EOS公司的VLT系列高密度電源為例，這是一個(gè)60W、對(duì)流冷卻、三輸出端開(kāi)架式電源，尺寸僅有2×4×1英寸。該電源的功率密度是7.5瓦/立方英寸，重量不到6盎司。(如圖所示)

減小了電源的尺寸以后，即使是在一個(gè)要求苛刻的應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者也可獲得全功率的冗余。兩個(gè)采用電流共享的高密度電源，它們所占用的空間只相當(dāng)于上一代單個(gè)電源所占用的空間。

高密度電源能夠滿足飛速發(fā)展的工業(yè)對(duì)較低輸出電壓的要求(2.5和3.3V)，同時(shí)還不以犧牲其效率為代價(jià)，獲得了更高的電流密度。這些要?dú)w功于功率轉(zhuǎn)換電路的優(yōu)化、元器件的選擇、散熱條件的處理以及封裝設(shè)計(jì)的優(yōu)化。這種電源可以滿足全球的安全性要求，具有很高的MTBF特性(超過(guò)150000小時(shí))，而且輸入端都是通用的。

外部電源的進(jìn)步

類似的技術(shù)進(jìn)步同樣也出現(xiàn)在單輸出端及多輸出端的外部或臺(tái)式電源上，這類電源被廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外設(shè)、便攜式計(jì)算機(jī)以及通信類產(chǎn)品中，小得可以放進(jìn)襯衣口袋中的45W電源就是一個(gè)很好的例證。