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想要提高功率密度必須克服上面這些限制因素，總的來(lái)看無(wú)非是提高散熱性能、減少開(kāi)關(guān)損耗、更高的無(wú)源組件集成性以及更合適的拓?fù)湓O(shè)計(jì)，但這些需要先進(jìn)的工藝、封裝和電路設(shè)計(jì)技術(shù)作為支撐。 先從熱性能來(lái)看，封裝、PCB和系統(tǒng)中的材料給熱傳遞提供了阻力。從系統(tǒng)級(jí)角度出發(fā)，較大的PCB尺寸更有利于將熱量傳遞至周?chē)諝�，比如QFN封裝就有一個(gè)大面積裸露焊盤(pán)用來(lái)導(dǎo)熱，晶圓芯片級(jí)封裝WCSP也能將大部分熱量直接從凸塊傳導(dǎo)出去。PCB內(nèi)的導(dǎo)電層有助于橫向傳導(dǎo)熱量，因此添加更多的導(dǎo)電層也大有幫助。在無(wú)法添加更多的導(dǎo)電層的情況下，增加某些平面的厚度也可以提高熱性能。當(dāng)然還有一些熱管理技術(shù)也能運(yùn)用上，比如頂部散熱。 開(kāi)關(guān)損耗上現(xiàn)在最大的創(chuàng)新都圍繞著目前火熱的GaN技術(shù)。GaN集獨(dú)特的零反向恢復(fù)、低輸出電荷和高壓擺率于一體，能實(shí)現(xiàn)新的圖騰柱拓?fù)洌o(wú)橋功率因數(shù)校正）。這些拓?fù)渚哂泄?a href="http://m.qingdxww.cn/keyword/MOSFET" target="_blank" class="relatedlink">MOSFET無(wú)法實(shí)現(xiàn)的更高的效率和功率密度。當(dāng)然，硅功率晶體管在低Rsp以及低RQ品質(zhì)因素下也能很有力地提升功率密度。 不同的電路控制方法在提高和優(yōu)化功率轉(zhuǎn)換器的效率方面也有著至關(guān)重要的作用。同一電路拓?fù)洳捎貌煌目刂品椒〞?huì)有截然不同的效率。比如半橋轉(zhuǎn)換器可以使用傳統(tǒng)PWM作為雙端硬開(kāi)關(guān)PWM轉(zhuǎn)換器運(yùn)行。通過(guò)使用不同的控制算法，可以將硬開(kāi)關(guān)半橋轉(zhuǎn)換器變成高頻軟開(kāi)關(guān)拓?fù)�，這就減少了開(kāi)關(guān)損耗提高了效率。這僅是其中一例，提高功率密度的電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新遠(yuǎn)不止此。 最后是集成性的提高，集成適用于電源管理的很多方面，在IC中加入更多的電路，更多的組件等等。比如在功率器件中集成驅(qū)動(dòng)和保護(hù)，盡可能地提高器件的開(kāi)關(guān)性能并優(yōu)化保護(hù)功能，既降低了成本又簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。另外，功率器件集成驅(qū)動(dòng)器也減小了柵極環(huán)路寄生電感。又比如將無(wú)源組件集成進(jìn)封裝中，減少對(duì)外部組件的需要，大大減少電源設(shè)計(jì)復(fù)雜性。上面每一種路線(xiàn)上都有能夠提升電源系統(tǒng)功率密度的辦法，這些途徑都不是孤立的，而是彼此融合相互牽連的。要在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的功率，還是離不開(kāi)先進(jìn)的工藝、封裝和電路設(shè)計(jì)技術(shù)。 AMEYA360分享：克服障礙提升功率密度 |
