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想要提高功率密度必須克服上面這些限制因素，總的來看無非是提高散熱性能、減少開關損耗、更高的無源組件集成性以及更合適的拓撲設計，但這些需要先進的工藝、封裝和電路設計技術作為支撐。 先從熱性能來看，封裝、PCB和系統中的材料給熱傳遞提供了阻力。從系統級角度出發，較大的PCB尺寸更有利于將熱量傳遞至周圍空氣，比如QFN封裝就有一個大面積裸露焊盤用來導熱，晶圓芯片級封裝WCSP也能將大部分熱量直接從凸塊傳導出去。PCB內的導電層有助于橫向傳導熱量，因此添加更多的導電層也大有幫助。在無法添加更多的導電層的情況下，增加某些平面的厚度也可以提高熱性能。當然還有一些熱管理技術也能運用上，比如頂部散熱。 開關損耗上現在最大的創新都圍繞著目前火熱的GaN技術。GaN集獨特的零反向恢復、低輸出電荷和高壓擺率于一體，能實現新的圖騰柱拓撲（無橋功率因數校正）。這些拓撲具有硅MOSFET無法實現的更高的效率和功率密度。當然，硅功率晶體管在低Rsp以及低RQ品質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化功率轉換器的效率方面也有著至關重要的作用。同一電路拓撲采用不同的控制方法會有截然不同的效率。比如半橋轉換器可以使用傳統PWM作為雙端硬開關PWM轉換器運行。通過使用不同的控制算法，可以將硬開關半橋轉換器變成高頻軟開關拓撲，這就減少了開關損耗提高了效率。這僅是其中一例，提高功率密度的電路設計創新遠不止此。 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動和保護，盡可能地提高器件的開關性能并優化保護功能，既降低了成本又簡化了設計。另外，功率器件集成驅動器也減小了柵極環路寄生電感。又比如將無源組件集成進封裝中，減少對外部組件的需要，大大減少電源設計復雜性。上面每一種路線上都有能夠提升電源系統功率密度的辦法，這些途徑都不是孤立的，而是彼此融合相互牽連的。要在更小的空間內實現更大的功率，還是離不開先進的工藝、封裝和電路設計技術。 AMEYA360分享：克服障礙提升功率密度 |
