功率密度在現代電力輸送解決方案中的重要性和價值不容忽視。為了更好地理解高功率密度設計的基本技術，在本文中，我將研究高功率密度解決方案的四個重要方面：降低損耗，最優拓撲和控制選擇，有效的散熱，通過機電元件集成來減小系統體積，我還將演示如何與 TI 合作，使用先進的技術能力和產品來實現這四個方面，幫助您改進并達到功率密度值。首先，讓我們來定義功率密度，并著重了解一些根據功率密度值比較解決方案時的細節。

　　什么是功率密度？

　　對于電源管理應用程序而言，功率密度的定義似乎非常簡單：它指的是轉換器的額定（或標稱）輸出功率除以轉換器所占體積，如圖 1 所示。

　　但如果您想根據功率密度比較電源，則需要對這個簡單的定義作出充分的說明。這里的輸出功率是指轉換器在最壞的環境條件下可以提供的連續輸出功率。環境溫度、最大可接受外殼溫度、方向、海拔高度和預期壽命都可能會影響相關功率能力。同樣，您可以根據轉換器的應用和結構，以多種不同的方式定義電源容量。一些變量可能會顯著影響容量，從而影響所報告的電源功率密度：包含或排除電磁干擾濾波器、風扇、外殼要求以及輸入和輸出儲能電容器。這些通常是需要的，但不是許多模塊化電源的一部分。因此，在比較文獻報道的功率密度數據時，必須了解并考慮這些變量。功率密度的歷史讓我們簡短地回顧一下，看看功率密度的魅力從何而來，以及這一趨勢是如何開始的。從開關模式電源轉換的早期發展以來，效率一直是電力技術創新的驅動力。依賴于輸入輸出電壓比以及少數可用拓撲的開關模式功率轉換器，可以打破線性電源的確定性效率。自 20 世紀 90 年代初以來，在個人計算機和電子、電信和半導體技術進步的推動下，提高效率的需求大大加快。如圖 2 所示，功率解決方案效率的提高促進了功率密度的不斷進步。