3.2    低电压大电流化

    随着半导体工艺等级未来十年将从0.18μm向50nm迈进，芯片所需最低电压最终将变为0.6V，但输出电流将朝着大电流方向发展。据市场调查，随着半导体工艺的发展，电源对各种电压的需求百分率走势如表1所列。

表1    电源对各种电压的需求 

时间

电压值/V

5

2.5

1.5

0.8～1

2005年

39％

35％

15％

2％

2010年

21％

32％

30％

12％

    由表1可以看出未来用户所需电源电压有下降趋势，估计不久将来1V及1V以下的电源需求量将会有明显增加。 

3.3    高效化

    应用各种软开关技术，包括无源无损软开关技术、有源软开关技术（如ZVS/ZCS谐振、准谐振）、恒频零开关技术、零电压、零电流转换技术及目前同步整流用MOSFET代替整流二极管都能大大地提高模块在低输出电压时的效率，而效率的提高使得敞开式无散热器的电源模块有了实现的可能。这类模块是当今世界模块发展的潮流，必将得到广泛应用。随着器件性能的改变，电源效率即将达到92％（5V）、90％（3.3V）、87.5％（2V）。

3.4    大电流和高密度化

    1991年高功率密度定义为每立方英寸输出功率25W，以后逐年增加，1994年为每立方英寸36W，1999年为每立方英寸52W，到2001年为每立方英寸96W，现在每立方英寸达数百W。在全球范围内高功率密度直流转换模块市场以每年16.8％的增长速度向前发展。输出电流将增长到半砖80A、1/4砖50A。目前，日本TDK公司推出新一代分布式隔离型DC/DC转换器，其参数为1/4砖输入电压42V～58V、输出电压12V、输出电流27A、效率为95％，功率密度已达每立方英寸236W；1/8砖输入电压42V～58V、输出电压12V、输出电流13.5A、效率为95％，功率密度已达每立方英寸214W。

3.5    高频化

    为了缩小开关电源的体积，提高电源的功率密度并改善动态响应，小功率DC/DC变换器的开关频率已由现在的200kHz～500kHz提高到1MHz以上，但高频化又会产生新的问题，如开关损耗以及无源元件的损耗增大，高频寄生参数的影响以及高频电磁干扰增大等。 

4    一流电源产品离不开先进的元器件及先进的工艺

4.1    功率器件的发展是电源技术发展的基础

    功率MOSFET是目前最快速度的功率器件。目前较先进的水平电压可达1200V，电流可达60A，频率可达2MHz，导通电阻可达0.1Ω左右。提高器件耐压，同时减小其导通电阻仍是今后MOSFET的主要研究方向。

    绝缘栅双极型晶体管IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的电力电子器件，它的控制极为绝缘栅控场效应晶体管，输出极为PNP双极功率晶体管，因而具有两者的优点，而克服了两者的缺点。目前耐压可达6.5kV，电流可达1.2kA，今后的主攻方向仍是扩大容量，减小内阻，以减小导通损耗。由于IGBT经常工作在高频、高压、大电流状态下，又由于电源作为系统的前级，易受电网波动、雷击影响，容易损坏，故IGBT的可靠性直接影响电源可靠性，所以，在选择IGBT时，除作降额考虑外，对IGBT的保护设计也极为重要。