我于2002年开端在德州仪器(TI)作业;从那时起，电力电子市场全体添加了四倍多，复合年添加率到达了8%左右。这种巨大的添加得益于电源范畴的一些惊人的前进。
我将在本文中回忆在2002年看起来简直不可能完结的论题。例如，我的第一批项目之一是用于低压大电流处理器运用的两相转化器：输入电压为12 V，输出为1
V，电流为40 A，功率级均为250 kHz，输出纹波为500
kHz。我记住，因为电压过低，无法用传统的电子负载测验电源。为了快速完结一些测验，我运用了一个1米长的铜带来到达加载电源的等效电阻。而当我翻开电源时，因为电场的原因，铜环实际上已歪曲。
咱们团队为此类电源供给的最新标准是：550 A时为1
V!该规划选用12相电源，具有先进的电流同享和瞬态呼应技能。咱们现在具有一整套实验台，内装专门的测验设备。跟着顾客对互联网和云的需求添加，特定于运用的处理器正变得越来越耗电。
另一项激动人心的技能前进是添加宽带隙器材的运用量，如氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)。GaN和SiC已存在一段时刻，但在2002年既不牢靠也不具有本钱效益，无法用于商业用途。这两种技能都可大幅前进功率密度和开关速度。图1所示为1
kW功率因数校对(PFC)电源，每立方英寸能够到达156 W – 比超级结硅芯片前进了2倍，比10年前前进了10倍。
图1 选用1 kW通用沟通输入电源的99%高效1kW GaN基接连电流形式(CCM)图腾柱功率因数校对(PFC)转化器参阅规划
轿车运用正在添加对车辆内部电源和电子设备的需求。在2002年，能够将电源切换到AM无线电频段(2.2
MHz)以上仅仅一个愿望。2018年，咱们不只可在AM波段之上切换，并且咱们能够更小、更高效的方法进行切换。德州仪器最新的集成场效应晶体管(FET)转化器的一些开关频率高于6
MHz。半导体技能的前进以及封装使这些改善成为可能。图2所示为集成FET转化器的功率密度怎么跟着特征尺度的减小在典型的线性双极互补金属氧化物半导体(BiCMOS)技能中得到扩展。
半导体封装在缩短尺度和更高频率切换方面也发挥着重要作用。封装中的寄生损耗可限制开关电源合理切换的速度。典型封装从前运用单键线将硅连接到引线结构引脚，现在咱们可将铜金属层直接连接到封装或印刷电路板上，这种类型的封装可下降寄生电感和杂散电容，然后完结更快的转化时刻。与此同时，热办理也得到改善，这在添加功率密度时很重要。
图2 典型线性BiCMOS技能的开展
笔记本适配器(外部适配器)一般称为“砖”。我找了一下，发现一个，并决议称重 –
重达1.35磅!图3比较了2002年笔记本适配器(1.35磅)和2018年笔记本适配器(0.39磅)与真砖头(3.25磅)的尺度。跟着时刻推移，尺度上的削减令人惊叹。
图3 笔记本适配器尺度的比较
经过前进功率、前进开关频率和改善热办理，可减小尺度。但若没有技能打破，很难完结一切三项改善：
· 谐振拓扑结构，如有源钳位反激和电感电感电容。
· 多级转化器。
· GaN和SiC等宽带隙器材。
· 二次整流和共振。
2002年的电源适配器的功率密度约为5
W/in3。尽管在其时令人形象深入，但若尺度更小的话可在游览时方便带着。图4所示为适配器功率密度在曩昔几年中的添加状况。这些丈量关乎市售的65-W适配器。
图4 65-W适配器尺度和功率密度的改善
我对电源职业曩昔几年的改变和改善感到振作。现在状况很达观，尽管我无法猜测他们是否会变得更好，但它值得咱们拭目而待。
作者简介：
Robert Taylor是德州仪器的运用司理。
