提高開關電源的功率密度，使之小型化、輕量化，是人們不斷努力追求的目標。電源的高頻化是國際電力 電子界研究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備（如移動電話，數字相機等）尤為重 要。使開關電源小型化的具體辦法有： 一是高頻化。為了實現電源高功率密度，必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲能元件的體 積重量。 二是應用壓電變壓器 。應用壓電變壓器可使高頻功率變換器實現輕、小、薄和高功率密度。壓電變壓器利 用壓電陶瓷材料特有的"電壓-振動"變換和"振動-電壓"變換的性質傳送能量，其等效電路如同一個串并聯諧 振電路，是功率變換領域的研究熱點之一。 三是采用新型電容器。為了減小電力電子設備的體積和重量，必須設法改進電容器的性能，提高能量密 度，并研究開發適合于電力電子及電源系統用的新型電容器，要求電容量大、等效串聯電阻ESR小、體積小 等。 電源系統中應用大量磁元件，高頻磁元件的材料、結構和性能都不同于工頻磁元件，有許多問題需要研 究。對高頻磁元件所用磁性材料有如下要求：損耗小，散熱性能好，磁性能優越。適用于兆赫級頻率的磁 性材料為人們所關注，納米結晶軟磁材料也已開發應用。 高頻化以后，為了提高開關電源的效率，必須開發和應用軟開關技術。它是過去幾十年國際電源界的一個 研究熱點。 　　對于低電壓、大電流輸出的軟開關變換器，進一步提高其效率的措施是設法降低開關的通態損耗。例 如同步整流SR技術，即以功率MOS管反接作為整流用開關二極管，代替蕭特基二極管（SBD），可降低管 壓降，從而提高電路效率。 分布電源系統適合于用作超高速集成電路組成的大型工作站（如圖像處理站）、大型數字電子交換系統等 的電源，其優點是：可實現DC/DC變換器組件模塊化；容易實現N+1功率冗余，易于擴增負載容量；可降 低48V母線上的電流和電壓降；容易做到熱分布均勻、便于散熱設計；瞬態響應 好；可在線更換失效模塊 等。 　　現在分布電源系統有兩種結構類型，一是兩級結構，另一種是三級結構。 　　由于AC/DC變換電路的輸入端有整流元件和濾波電容 ，在正弦電壓輸入時，單相整流電源供電的電子 設備，電網側（交流輸入端）功率因數僅為0.6～0.65。采用PFC（功率因數校正）變換器，網側功率因數 可提高到0.95～0.99，輸入電流THD小于10%。既治理了電網的諧波污染，又提高了電源的整體效率。這 一技術稱為有源功率因數 校正APFC單相APFC國內外開發較早，技術已較成熟；三相APFC的拓撲類型和 控制策略雖然已經有很多種，但還有待繼續研究發展。 　　一般高功率因數AC/DC開關電源，由兩級拓撲組成，對于小功率AC/DC開關電源來說，采用兩級拓撲 結構總體效率低、成本高。 　　如果對輸入端功率因數要求不特別高時，將PFC變換器和后級DC/DC變換器組合成一個拓撲，構成單 級高功率因數AC/DC開關電源，只用一個主開關管，可使功率因數校正到0.8以上，并使輸出直流電壓可 調，這種拓撲結構稱為單管單級即S4PFC變換器。 　　電壓調節器模塊是一類低電壓、大電流輸出DC-DC變換器模塊，向微處理器提供電源。 　　現在數據處理系統的速度和效率日益提高，為降低微處理器IC的電場強度 和功耗，必須降低邏輯電 壓，新一代微處理器的邏輯電壓已降低至1V，而電流則高達50A～100A，所以對VRM的要求是：輸出電 壓很低、輸出電流大、電流變化率高、快速響應等。 2022/2/14 (11 封私信 / 11 條消息) 未來五到十年，開關電源的會往哪些方向發展? - 知乎 https://www.zhihu.com/question/336815499 2/2 　　電源的控制已經由模擬控制，模數混合控制，進入到全數字控制階段。全數字控制是一個新的發展趨 勢，已經在許多功率變換設備中得到應用。 　　但是過去數字控制在DC/DC變換器中用得較少。近兩年來，電源的高性能全數字控制芯片已經開發， 費用也已降到比較合理的水平，歐美已有多家公司開發并制造出開關變換器的數字控制芯片及軟件。 　　全數字控制的優點是：數字信號與混合模數信號相比可以標定更小的量，芯片價格也更低廉；對電流 檢測誤差可以進行精確的數字校正，電壓檢測也更精確；可以實現快速，靈活的控制設計。 　　電源設備的制造特點是：非標準件多、勞動強度大、設計周期長、成本高、可*性低等，而用戶要求制 造廠生產的電源產品更加實用、可*性更高、更輕小、成本更低。這些情況使電源制造廠家承受巨大壓力， 迫切需要開展集成電源模塊的研究開發，使電源產品的標準化、模塊化、可制造性、規模生產、降低成本 等目標得以實現。實際上，在電源集成技術的發展進程中，已經經歷了電力半導體器件模塊化，功率與控 制電路的集成化，集成無源元件（包括磁集成技術）等發展階段。近年來的發展方向是將小功率電源系統 集成在一個芯片上，可以使電源產品更為緊湊，體積更小，也減小了引線長度，從而減小了寄生參數。在 此基礎上，可以實現一體化，所有元器件連同控制保護集成在一個模塊中。