功率密度在现代电力运送解决方案中的重要性和价值不容忽视。
为了更好地了解高功率密度规划的根本技能，在本文中，我将研讨高功率密度解决方案的四个重要方面：
· 下降损耗。
· 最优拓扑和操控挑选
· 有用的散热。
· 经过机电元件集成来减小体系体积
我还将演示怎么与TI协作，运用先进的技能才能和产品来完结这四个方面，协助您改善并到达功率密度值。
首要，让我们来界说功率密度，并侧重了解一些依据功率密度值比较解决方案时的细节。
什么是功率密度？
关于电源办理运用程序而言，功率密度的界说好像十分简略：它指的是转化器的额外（或标称）输出功率除以转化器所占体积，如图1所示。
图1：核算功率密度很简略，但怎么界说标称功率和体积一般会导致歧义。
但假如您想依据功率密度比较电源，则需求对这个简略的界说作出充沛的阐明。
这儿的输出功率是指转化器在最坏的环境条件下可以供给的接连输出功率。环境温度、最大可接受外壳温度、方向、海拔高度和预期寿数都或许会影响相关功率才能。
相同，您可以依据转化器的运用和结构，以多种不同的办法界说电源容量。一些变量或许会明显影响容量，然后影响所陈述的电源功率密度：包括或扫除电磁搅扰滤波器、电扇、外壳要求以及输入和输出储能电容器。这些一般是需求的，但不是许多模块化电源的一部分。因而，在比较文献报导的功率密度数据时，有必要了解并考虑这些变量。
功率密度的前史
让我们简短地回忆一下，看看功率密度的魅力从何而来，以及这一趋势是怎么开端的。
从开关形式电源转化的前期开展以来，功率一直是电力技能立异的驱动力。依赖于输入输出电压比以及少量可用拓扑的开关形式功率转化器，可以打破线性电源确实定性功率。
自20世纪90年代初以来，在个人核算机和电子、电信和半导体技能进步的推进下，进步功率的需求大大加速。如图2所示，功率解决方案功率的进步促进了功率密度的不断进步。
图2：在电力运送运用中，功率和功率密度是严密耦合的。
能源危机的浪潮以及随之呈现的监管要求使得功率成为电力体系的一个更重要的特点，特别是关于节能和整体具有本钱而言。
近十年来，高功率密度已被公认为是电力体系工程的终极巅峰。
怎么完结高功率密度
为了更好地了解对功率密度的重视，让我们看看完结高功率密度所需的条件。即使是外行也能看出，功率、尺度和功率密度之间的特殊关系是清楚明了的。
功率被认为是完结高功率密度的“把关人”，由于下降器材的热量至关重要。如要运用更高的功率，有必要缩小解决方案的体积（换句话说，尺度有必要缩小）。一起完结高功率和小尺度则需求一种可以在高作业频率下高效作业的解决方案。这种解决方案特别应该考虑：
· 下降开关损耗。一种可以供给低导通和低开关损耗的开关元件。
· 拓扑、操控和电路规划。您需求正确的拓扑结构才能在高开关频率下作业。根据所运用的操控技能，考虑到大多数转化器拓扑可以在不同的形式下作业，例如传统的方波脉冲宽度调制、零电压或零电流转化或全谐振形式，操控办法和立异的电路完结也很重要。
· 集成。高作业频率对无源元件的缩放效应可以缩小功率转化器的尺度。可是，功率密度难题中还有另一个十分重要的部分——集成，见于在硅技能中经过单片整合电源、操控元件。在半导体器材方面，规划人员正在运用集成多个半导体裸片的多芯片模块技能，在许多情况下乃至是无源器材、电容器和磁性组件。转化器及其外壳的机械和印刷电路板规划无疑是完结高功率密度的关键因素。
· 更佳的热功能。TI的增强封装和先进的引线结构技能在最大极限地减小外部冷却面和实践硅温度之间的温度梯度方面发挥侧重要作用。这些技能以及相应的建模和优化才能供给了更佳的热功能。这不仅可以协助完结高功率密度规划，并且可以长时间、可靠地运转TI的半导体器材。
这四种根底技能的结合是成功完结高功率密度规划的根底。因而，您可以像检查成绩单相同检查所完结的功率密度，然后对规划人员运用最合适半导体技能的程度进行鉴定，以及检查他们是否挑选了正确的拓扑结构、操控办法、机械规划、热办理及集成战略。
定论
假如您真的想了解功率密度为何无足轻重，除了把它看作是电力工程的技能优势外，您还得看看整个职业和社会怎么从更高的功率密度中获益。
例如，更小的物理尺度一般等同于更少的原资料用量，这意味着更低的资料本钱。相同，更小的尺度和更少的资料或许会使分量减轻，这在运送范畴的电力体系中是十分有价值的特点，可以节约燃料或延伸运送间隔。最终，跟着功率密度的进步，小型化的或许性也随之添加。推进这一方面向纵深开展，使得电力转化职业可以创造出史无前例的新市场。
正如这些比如所示，功率密度十分重要，由于它在体系层面为制造商、用户或运营商带来清晰的经济优势。一切的这些优势都能以较低的总具有本钱得到证明。
