長期以來由于在通信設備電源設計中廣泛采用分布供電方式，小功率模塊電源（100W以下）一直占據(jù)著模塊電源的主導地位，廣州頂源電子科技有限公司（以下簡稱：廣州頂源）所生產(chǎn)的TOPPOWER模塊電源，以廣泛應用于通信行業(yè)。隨著設備功能不斷升級，局部集中供電方式因成本較低又被重新提起，在這種形勢下，大功率（＞100W）、高密度、高可靠性的模塊電源正越來越多地得到廣泛應用，和以往的體積笨重、性能一般的大功率模塊電源相比，以半磚、全磚封裝形式為代表的高功率密度模塊電源，具備下幾方面的特點：國際流行的工業(yè)標準封裝，產(chǎn)品兼容性更廣；同等功率體積重量大大縮小，只有傳統(tǒng)產(chǎn)品的四分之一；技術指標有重大改善特別是效率提高到90％@5V；優(yōu)異的熱設計帶來更低的溫升更高的可靠性。

那么，這些特點是如何實現(xiàn)的呢？要想提高電源產(chǎn)品的功率密度，無非三個方面：其一是采用先進的電路拓樸和轉(zhuǎn)換技術，實現(xiàn)大功率低損耗；其二是減小各部件體積并利用緊湊型工藝結(jié)構；其三是改進熱設計，使高功率密度條件下達成散熱平衡成為可能。

低損耗轉(zhuǎn)換技術

大功率模塊電源的損耗主要有四部分：高頻開關損耗、高頻變壓器損耗、整流損耗和線路傳導損耗。尤其在低壓大電流輸出應用中，后兩項占有較大比重，特別是整流損耗約占總損耗的一半，因此降低損耗就要考慮在這些環(huán)節(jié)上采用新的器件和電路技術。

采用先進的同步整流技術代替普通二極管整流技術

傳統(tǒng)的整流方案為二極管整流，低壓條件下一般是肖特基二極管，和其他二極管整流器件相比，它具有開關速度快，正向壓降小的特點，但是正向壓降也有0.5～0.6V，且反向漏電流較大，同步整流技術采用低導通電阻，低耐壓的場效應管（MOSFET）代替普通二極管整流，由于同步整流MOSFET具有導通電阻低（一般只有幾個mΩ）、阻斷時漏電流小、開關頻率高的特點，因而可以大大減小整流部分的開關損耗，系統(tǒng)效率明顯提高（以5V/20A為例，僅此一項效率就可提高5％～6％），

采用軟開關架構，減小開關損耗，提高可靠性

一般的PWM方式開關均為硬開關，開關過程dv/dt和di/dt都比較大，因而開關損耗大、沖擊大，開關管結(jié)溫高、壽命短，采用ZVS（零電壓方式）和ZCS（零電流方式）開關架構可以使開關過程更加平滑，損耗和沖擊更小，因而可以降低開關管結(jié)溫從而大大提高其工作壽命，另外高頻開關本身也是模塊電源中一個主要的噪聲源，大的dv/dt和di/dt都會在輸入輸出的信號頻譜上有所反映，采用軟開關技術后，dv/dt和di/dt大大減小，系統(tǒng)本身也獲得了較好的電磁兼容性（EMC）。

合理的變壓器材料選用和工藝結(jié)構設計

變壓器損耗也是模塊電源損耗的重要部分，它主要包括兩部分：鐵損和銅損。鐵損指的是變壓器材料、形狀、工藝結(jié)構有關的高頻轉(zhuǎn)換損耗，銅損指的是繞組線路傳導損耗，為了減小鐵損，應選擇高頻特性好、轉(zhuǎn)換損耗小、形狀合理、結(jié)構緊湊的磁芯材料，在后面部分我們要提到，為了減小模塊電源的體積，開關頻率要提高到500kHz左右，在這樣高的開關頻率下，一般的磁芯材料損耗大得可能都無法工作，很容易過熱飽和，因此必須選擇性能優(yōu)良的高頻磁芯材料。除了磁材以外，繞組設計也很重要，不僅對銅損有影響，而且關系到繞組間的耦合，對鐵損也有一定影響，這些內(nèi)容在后面的平面變壓器部分還會介紹。