開關電源技術發展的十個關注點與四大趨勢
上世紀60年代，開關電源的問世，使其逐步取代了線性穩壓電源和SCR相控電源。40多年來，開關電源技術有了飛迅發展和變化，經歷了功率半導體器件、高頻化和軟開關技術、開關電源系(xi)統的(de)集成技術三個發展階段。
功(gong)率半導(dao)體器(qi)件(jian)(jian)從雙(shuang)極(ji)型器(qi)件(jian)(jian)（BPT、SCR、GTO）發展為(wei)MOS型器(qi)件(jian)(jian)（功(gong)率MOSFET、IGBT、IGCT等），使電力電子(zi)系(xi)統(tong)有(you)可能實現高頻化，并大幅度降(jiang)低導(dao)通損耗，電路也更為(wei)簡單。
自上世紀(ji)80年代(dai)開始，高頻(pin)化和軟(ruan)開關技術(shu)的開發研究(jiu)，使功率變(bian)換(huan)器性(xing)能更好、重量(liang)更輕、尺(chi)寸更小。高頻(pin)化和軟(ruan)開關技術(shu)是過去20年國際電力電子界研究(jiu)的熱點之(zhi)一(yi)。
上世(shi)紀(ji)90年(nian)代(dai)中期，集成電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)系統和集成電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)模塊(kuai)（IPEM）技術開始發展(zhan)，它是當今國際(ji)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)界亟待解決的新(xin)問題之一。
關(guan)注(zhu)點一：功率半導體(ti)器件性能
1998年，Infineon公司(si)推出(chu)冷mos管(guan)，它采用(yong)“超級結”（Super-Junction）結構，故又稱超結功率(lv)MOSFET。工(gong)作電壓600V～800V，通態(tai)電阻幾乎降低(di)了(le)一個數量(liang)級，仍保(bao)持開關速(su)度快的特點，是一種有發展(zhan)前(qian)途的高頻(pin)功率(lv)半導體器(qi)件。
IGBT剛(gang)出現時，電(dian)壓、電(dian)流(liu)額定值(zhi)只有600V、25A。很長一段時間內(nei)，耐壓水平限于(yu)1200V～1700V，經過長時間的探索(suo)研究和改進，現在IGBT的電(dian)壓、電(dian)流(liu)額定值(zhi)已分別達到(dao)3300V/1200A和4500V/1800A，高壓IGBT單片(pian)耐壓已達到(dao)6500V，一般IGBT的工作頻率上限為20kHz～40kHz，基于(yu)穿通（PT）型(xing)結構應用新技術制(zhi)造的IGBT，可工作于(yu)150kHz（硬開關）和300kHz（軟(ruan)開關）。
IGBT的(de)技(ji)術進(jin)展實際上是(shi)通態(tai)壓(ya)降，快速(su)開關和高耐(nai)壓(ya)能力三者的(de)折中。隨著工藝和結構形式的(de)不同，IGBT在20年歷史發展進(jin)程中，有以下幾種(zhong)類型(xing)：穿(chuan)通（PT）型(xing)、非穿(chuan)通（NPT）型(xing)、軟穿(chuan)通（SPT）型(xing)、溝漕型(xing)和電場截止（FS）型(xing)。
碳化硅SiC是(shi)功(gong)率半導體(ti)器(qi)件晶(jing)片的理想材料(liao)，其優點是(shi)：禁帶(dai)寬(kuan)、工(gong)作溫(wen)度高(gao)(gao)（可達600℃）、熱穩定性好(hao)、通態電阻(zu)小、導熱性能好(hao)、漏電流極小、PN結耐壓高(gao)(gao)等，有利于制造出(chu)耐高(gao)(gao)溫(wen)的高(gao)(gao)頻大(da)功(gong)率半導體(ti)器(qi)件。
可以預見，碳化硅(gui)將是21世紀最(zui)可能成(cheng)功(gong)應用(yong)的新型功(gong)率半導體器件(jian)材料。
關注點二：開關電源功率密度
提高開關電源的功率密度，使之小型化、輕量化，是人們不斷努力追求的目標。電源的高頻化是國際電力電子界研究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備（如移動電話，數字相機等）尤為重要。使開關電源小型化的具體(ti)辦法有：
一是高(gao)頻(pin)化。為了實現(xian)電(dian)源高(gao)功率密度，必須提高(gao)PWM變換器的工作頻(pin)率、從(cong)而減小電(dian)路中儲能(neng)元件的體積(ji)重量。
二是(shi)應(ying)用(yong)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器。應(ying)用(yong)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器可(ke)使高頻(pin)功(gong)(gong)率變(bian)換(huan)器實現輕、小、薄和高功(gong)(gong)率密(mi)度(du)。壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器利用(yong)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)陶瓷材料特有(you)的(de)(de)“電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)-振(zhen)動(dong)”變(bian)換(huan)和“振(zhen)動(dong)-電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)”變(bian)換(huan)的(de)(de)性質(zhi)傳送能量，其(qi)等效(xiao)電(dian)(dian)路如同一(yi)個串(chuan)并聯諧振(zhen)電(dian)(dian)路，是(shi)功(gong)(gong)率變(bian)換(huan)領域的(de)(de)研究熱點(dian)之(zhi)一(yi)。
三是(shi)采用新(xin)型電(dian)(dian)(dian)容器。為了減小電(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)子(zi)設備的(de)(de)體(ti)積(ji)和(he)重量，必(bi)須設法改進電(dian)(dian)(dian)容器的(de)(de)性能，提高(gao)能量密度(du)，并研究開發適合于電(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)子(zi)及電(dian)(dian)(dian)源系(xi)統用的(de)(de)新(xin)型電(dian)(dian)(dian)容器，要求電(dian)(dian)(dian)容量大、等(deng)(deng)效串聯電(dian)(dian)(dian)阻ESR小、體(ti)積(ji)小等(deng)(deng)。
關(guan)注點三：高(gao)頻磁與同步整流技術
電源系(xi)統(tong)中應用大(da)量磁(ci)元(yuan)件(jian)(jian)，高(gao)頻(pin)(pin)磁(ci)元(yuan)件(jian)(jian)的(de)材料(liao)、結構和(he)性(xing)能都(dou)不(bu)同于工頻(pin)(pin)磁(ci)元(yuan)件(jian)(jian)，有許(xu)多問題需要(yao)(yao)研究。對高(gao)頻(pin)(pin)磁(ci)元(yuan)件(jian)(jian)所用磁(ci)性(xing)材料(liao)有如下(xia)要(yao)(yao)求：損耗小，散熱性(xing)能好，磁(ci)性(xing)能優越。適用于兆赫(he)級(ji)頻(pin)(pin)率的(de)磁(ci)性(xing)材料(liao)為人們所關注，納米結晶(jing)軟磁(ci)材料(liao)也已(yi)開發應用。
高頻化以后，為了提高開關電源的效率，必須開發(fa)和應(ying)用軟開關技術。它(ta)是過去幾十年(nian)國際電源界的一個研究熱點。
對于低(di)(di)電壓、大(da)電流(liu)輸出的軟開關變(bian)換器，進一(yi)步(bu)提高其效(xiao)率(lv)的措施是(shi)設法降(jiang)低(di)(di)開關的通態損耗。例如同步(bu)整(zheng)流(liu)SR技(ji)術，即以功率(lv)MOS管(guan)反接作為整(zheng)流(liu)用開關二極管(guan)，代替蕭(xiao)特基二極管(guan)（SBD），可(ke)降(jiang)低(di)(di)管(guan)壓降(jiang)，從而(er)提高電路(lu)效(xiao)率(lv)。
關注點四：分(fen)布電源結構(gou)
分(fen)布電(dian)(dian)源(yuan)系統適合于(yu)用作(zuo)超高速集成(cheng)電(dian)(dian)路組成(cheng)的大(da)型工作(zuo)站（如圖像處理站）、大(da)型數字電(dian)(dian)子交換(huan)系統等(deng)的電(dian)(dian)源(yuan)，其優點是：可(ke)實現DC/DC變換(huan)器組件(jian)模塊(kuai)化；容(rong)易實現N+1功(gong)率冗余(yu)，提高系統可(ke)*性；易于(yu)擴增負載容(rong)量(liang)；可(ke)降低48V母線(xian)上的電(dian)(dian)流和電(dian)(dian)壓降；容(rong)易做(zuo)到(dao)熱(re)分(fen)布均勻、便于(yu)散(san)熱(re)設(she)計；瞬態(tai)響應(ying)好；可(ke)在(zai)線(xian)更換(huan)失(shi)效模塊(kuai)等(deng)。
現在分布電源(yuan)系統(tong)有(you)兩種結構(gou)(gou)類型，一(yi)是兩級(ji)結構(gou)(gou)，另一(yi)種是三(san)級(ji)結構(gou)(gou)。
關注點(dian)五：PFC變(bian)換器
由于AC/DC變換(huan)(huan)電(dian)路的(de)(de)輸入端(duan)有(you)整流(liu)元件和濾波(bo)電(dian)容(rong)，在正(zheng)(zheng)弦電(dian)壓輸入時，單相整流(liu)電(dian)源(yuan)供電(dian)的(de)(de)電(dian)子(zi)設備，電(dian)網側（交流(liu)輸入端(duan)）功率(lv)因(yin)(yin)數(shu)僅為0.6～0.65。采用(yong)PFC（功率(lv)因(yin)(yin)數(shu)校正(zheng)(zheng)）變換(huan)(huan)器，網側功率(lv)因(yin)(yin)數(shu)可(ke)提高到0.95～0.99，輸入電(dian)流(liu)THD小于10%。既治(zhi)理了(le)電(dian)網的(de)(de)諧(xie)波(bo)污染，又提高了(le)電(dian)源(yuan)的(de)(de)整體效(xiao)率(lv)。這一技術稱為有(you)源(yuan)功率(lv)因(yin)(yin)數(shu)校正(zheng)(zheng)APFC單相APFC國(guo)內外開發較早，技術已較成熟；三相APFC的(de)(de)拓(tuo)撲類型和控制策略(lve)雖然已經(jing)有(you)很多種，但還有(you)待(dai)繼續研(yan)究發展。
一般高功率因數AC/DC開關電源，由兩級拓撲組成，對于小功率AC/DC開關電源來說，采(cai)用兩級拓撲結構總體效率低、成(cheng)本高。
如果對輸入端功率因數要求不特別高時，將PFC變換器和后級DC/DC變換器組合成一個拓撲，構成單級高功率因數AC/DC開關電源，只用一個主開關管，可(ke)使功(gong)率(lv)因(yin)數校(xiao)正到0.8以上，并使輸出直流電壓可(ke)調(diao)，這(zhe)種拓撲(pu)結構稱為單(dan)管單(dan)級(ji)即S4PFC變換器。
關(guan)注點六：電壓(ya)調節器模(mo)塊VRM
電壓調節器(qi)模(mo)塊是(shi)一(yi)類低(di)電壓、大電流輸出DC-DC變換(huan)器(qi)模(mo)塊，向微處理器(qi)提供電源。
現在數據處(chu)理(li)系(xi)統的速度和效率日益提高(gao)，為降(jiang)低微處(chu)理(li)器IC的電(dian)場強度和功耗，必須(xu)降(jiang)低邏輯(ji)電(dian)壓，新一代微處(chu)理(li)器的邏輯(ji)電(dian)壓已(yi)降(jiang)低至1V，而電(dian)流則高(gao)達50A～100A，所(suo)以對VRM的要求是(shi)：輸出(chu)電(dian)壓很低、輸出(chu)電(dian)流大、電(dian)流變化率高(gao)、快(kuai)速響應等。
關(guan)注點七：全數字化控制(zhi)
電源(yuan)的控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)已(yi)經(jing)由模擬控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，模數混合控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，進(jin)入到(dao)全數字控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)階段。全數字控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是一個新的發展趨勢，已(yi)經(jing)在許(xu)多(duo)功率變換(huan)設備中得(de)到(dao)應用。
但(dan)是過去數(shu)字(zi)控制(zhi)(zhi)在DC/DC變換(huan)器中用(yong)得較少。近兩年來，電源(yuan)的高性能全數(shu)字(zi)控制(zhi)(zhi)芯(xin)片(pian)已經開發，費用(yong)也已降(jiang)到比較合理的水平(ping)，歐美已有多(duo)家公司開發并制(zhi)(zhi)造出開關(guan)變換(huan)器的數(shu)字(zi)控制(zhi)(zhi)芯(xin)片(pian)及軟件。
全(quan)數字控制的優點是：數字信(xin)號與混合(he)模數信(xin)號相比可以標定更小的量，芯(xin)片(pian)價格也更低廉；對電流檢測誤差可以進行(xing)精確的數字校(xiao)正，電壓(ya)檢測也更精確；可以實現快速，靈活的控制設計。
關注點(dian)八：電磁兼容(rong)性
高頻開關電源的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)兼(jian)容EMC問題有(you)其(qi)特殊(shu)性(xing)(xing)。功率半導(dao)體開關(guan)管在(zai)開關(guan)過程中產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)di/dt和dv/dt，引起強(qiang)大的(de)(de)(de)(de)傳導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干(gan)(gan)(gan)擾和諧(xie)波(bo)干(gan)(gan)(gan)擾。有(you)些情況還會引起強(qiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)場(chang)（通常是近(jin)(jin)場(chang)）輻射。不但(dan)嚴重(zhong)污染(ran)周圍電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)環境(jing)，對附近(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)氣(qi)設備造成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干(gan)(gan)(gan)擾，還可(ke)能(neng)危及附近(jin)(jin)操(cao)作(zuo)人員(yuan)的(de)(de)(de)(de)安全。同時，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)（如開關(guan)變換器）內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)也必須能(neng)承(cheng)受開關(guan)動作(zuo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)EMI及應用現場(chang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)噪(zao)(zao)(zao)聲的(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)(gan)擾。上述(shu)特殊(shu)性(xing)(xing)，再加上EMI測量上的(de)(de)(de)(de)具體困(kun)難，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)兼(jian)容領域里(li)，存在(zai)著(zhu)許多交*科學(xue)的(de)(de)(de)(de)前(qian)沿(yan)課題有(you)待(dai)人們研(yan)究。國內(nei)外許多大學(xue)均開展了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干(gan)(gan)(gan)擾和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)兼(jian)容性(xing)(xing)問題的(de)(de)(de)(de)研(yan)究，并取(qu)得了不少可(ke)喜成(cheng)果。近(jin)(jin)幾年研(yan)究成(cheng)果表明(ming)，開關(guan)變換器中的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)噪(zao)(zao)(zao)音源，主要來自主開關(guan)器件的(de)(de)(de)(de)開關(guan)作(zuo)用所產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)變化。變化速度(du)越(yue)快(kuai)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)噪(zao)(zao)(zao)音越(yue)大。
關注點(dian)九：設計和測(ce)試技術
建模(mo)(mo)(mo)、仿(fang)真(zhen)和CAD是(shi)一(yi)種新的(de)設計工具。為仿(fang)真(zhen)電(dian)源系統，首先要建立仿(fang)真(zhen)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)，包括電(dian)力電(dian)子器件(jian)、變換器電(dian)路、數(shu)字和模(mo)(mo)(mo)擬控制電(dian)路以(yi)及磁(ci)元件(jian)和磁(ci)場分布(bu)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)等，還(huan)要考慮開(kai)關管的(de)熱模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)、可*性模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)和EMC模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)。各(ge)(ge)種模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)差別(bie)很(hen)大(da)，建模(mo)(mo)(mo)的(de)發展方向是(shi)：數(shu)字-模(mo)(mo)(mo)擬混合(he)建模(mo)(mo)(mo)、混合(he)層(ceng)次建模(mo)(mo)(mo)以(yi)及將各(ge)(ge)種模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)組成一(yi)個統一(yi)的(de)多層(ceng)次模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)等。
電(dian)源(yuan)系(xi)統(tong)的(de)(de)CAD，包括主電(dian)路(lu)和(he)(he)(he)控制(zhi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、器件選擇、參數最優(you)化、磁設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、熱設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、EMI設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)(he)印制(zhi)電(dian)路(lu)板設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、可(ke)*性(xing)預估、計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算機輔助綜合和(he)(he)(he)優(you)化設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等。用基于仿真的(de)(de)專家系(xi)統(tong)進(jin)行電(dian)源(yuan)系(xi)統(tong)的(de)(de)CAD，可(ke)使(shi)所設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)系(xi)統(tong)性(xing)能最優(you)，減少(shao)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)制(zhi)造費用，并(bing)能做可(ke)制(zhi)造性(xing)分析，是(shi)21世(shi)紀仿真和(he)(he)(he)CAD技術(shu)的(de)(de)發展方向之(zhi)一(yi)。此外(wai)，電(dian)源(yuan)系(xi)統(tong)的(de)(de)熱測試、EMI測試、可(ke)*性(xing)測試等技術(shu)的(de)(de)開發、研究與應用也是(shi)應大力發展的(de)(de)。
關(guan)注(zhu)點十：系統集成技術
電源(yuan)(yuan)(yuan)設(she)備的制造特點(dian)是：非標(biao)準(zhun)件多(duo)、勞動強度大(da)、設(she)計(ji)周期長、成本高、可*性低(di)(di)等，而(er)用(yong)戶要求制造廠生產的電源(yuan)(yuan)(yuan)產品更(geng)加實用(yong)、可*性更(geng)高、更(geng)輕小(xiao)、成本更(geng)低(di)(di)。這些情況(kuang)使電源(yuan)(yuan)(yuan)制造廠家承受(shou)巨大(da)壓力(li)，迫切(qie)需要開展集成電源(yuan)(yuan)(yuan)模塊的研究開發，使電源(yuan)(yuan)(yuan)產品的標(biao)準(zhun)化(hua)、模塊化(hua)、可制造性、規模生產、降低(di)(di)成本等目標(biao)得(de)以實現(xian)。
實(shi)際上(shang)，在(zai)電(dian)(dian)源集成(cheng)技術的發(fa)展(zhan)進程中，已經經歷(li)了電(dian)(dian)力半導體器件模(mo)塊化(hua)，功率與控制(zhi)電(dian)(dian)路的集成(cheng)化(hua)，集成(cheng)無源元件（包括磁集成(cheng)技術）等發(fa)展(zhan)階段。近年來的發(fa)展(zhan)方(fang)向是將小(xiao)(xiao)功率電(dian)(dian)源系(xi)統(tong)集成(cheng)在(zai)一(yi)(yi)個芯片上(shang)，可(ke)以(yi)使電(dian)(dian)源產品更為(wei)緊湊，體積更小(xiao)(xiao)，也減小(xiao)(xiao)了引線長度(du)，從而減小(xiao)(xiao)了寄生參數。在(zai)此基(ji)礎上(shang)，可(ke)以(yi)實(shi)現一(yi)(yi)體化(hua)，所有元器件連(lian)同控制(zhi)保護(hu)集成(cheng)在(zai)一(yi)(yi)個模(mo)塊中。
上世紀90年(nian)代，隨著大規模分布電(dian)(dian)(dian)(dian)源系統的(de)發展，一體化的(de)設(she)計(ji)觀(guan)念被推廣到(dao)更大容量、更高(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)源系統集成，提高(gao)(gao)了集成度，出現了集成電(dian)(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)模塊（IPEM）。IPEM將功率器件(jian)與電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、控(kong)制以及檢測、執(zhi)行等(deng)元件(jian)集成封裝，得到(dao)標(biao)準的(de)，可(ke)制造的(de)模塊，既(ji)可(ke)用(yong)(yong)于標(biao)準設(she)計(ji)，也可(ke)用(yong)(yong)于專用(yong)(yong)、特殊設(she)計(ji)。優點是可(ke)快速高(gao)(gao)效為用(yong)(yong)戶提供產品，顯著降低成本，提高(gao)(gao)可(ke)*性(xing)。
總之，電源系統集成是當今國際電力電子界亟待解決的新問題之一
——效率(lv)更(geng)高(gao)(gao) 體(ti)積更(geng)小 電磁污染更(geng)少 可靠性更(geng)高(gao)(gao)
一、非隔離DC/DC技術迅速發展
近年來，非隔離DC/DC技術發展迅速。目前一套電子設備或電子系統由于負載不同，會要求電源系統提供多個電壓擋級。如臺式PC機就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四種電壓以及待機的+5V電壓，主機板上則需要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能給出這樣多的電壓輸出，而大多數低壓供電電流都很大，因此開發了很多非隔離的DC/DC，它們基本上可以分成兩大類。一類在內部含有功率開關元件，稱DC/DC轉換器。另一類不含功率開關，需要外接功率MOSFET，稱DC/DC控制器。按照電路功能劃分，有降壓的STEP-DOWN、升壓的BOOST，還有能升降壓的BUCK-BOOST或SEPIC等，以及正壓轉成負壓的INVERTOR等。其中品種最多，發展最快的還是降壓的STEP-DOWN。根據輸出電流的大小，分為單相、兩相及多相。控制方式上以PWM為主，少部分為PFM。
在非隔離的DC/DC轉換技術中，TI公司的預檢測柵驅動技術采用數字技術控制同步BUCK，采用這種技術的DC/DC轉換效率最高可以達到97%，其中TPS40071等是其代表產品。BOOST升壓方式也出現了采用MOSFET代替二極管的同步BOOST的產品。在低壓領域，增加效率的幅度很大，而且正在設法進一步消除MOSFET的體二極管的導通及反向恢復問題。
二、開關電源吹響數字化號角
目前在整個的電子模擬電路系統中，電視、音響設備、照片處理、通訊、網絡等都逐步實現了數字化，而最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域了。近年來，數字電源的研究勢頭不減，成果也越來越多。在電源數字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的優勢，又兼并了PWM IC專業制造商UNITRODE公司，該公司已經用TMS320C28F10制成了通訊用的48V輸出大功率電源模塊，其中PFC和PWM部分完全為數字式控制。現在，TI公司已經研發出了多款數字式PWM控制芯片。目前主要是UCD7000系列、UCD8000系列和UCD9000系列，它們將成為下一代數字電源的探路者。它們總體上既包括硬件部分，還要做軟件編程。硬件部分包括PWM的邏輯部分、時鐘、放大器環路的模數轉換、數模轉換以及數字處理、驅動，同步整流的檢測和處理等。
目前在電源領域里的競爭主要還是性能價格的競爭，所以數字電源還有很長的路要走，然而電源領域的數字化的號角已經吹響了。
三、初級PWM控制IC不斷優化
有源箝位技術歷經十余年經久不衰，自從2002年VICOR公司此項專利技術到期解禁之后，各家公司開發的新型有源箝位控制IC如雨后春筍般涌現，給用戶提供了充分的選擇。
控制早期有源箝位控制技術的TI，不僅保持了原有的UCC3580系列，又新開發了性能更優越的UCC2891-94，它采用電流型控制方式，綜合了高邊箝位、低邊箝位兩種控制方案，給出了全新的控制技巧。OnSemi先推出了低壓(100V)有源箝位的NCP1560控制芯片，隨后又推出了高壓應用的控制芯片NCP1280，它既解決了LCD TV等離子TV電源的要求，現在又直指下一代無風扇的PC機電源。美國NS公司的5000系列中專門有一款LM5025的有源箝位控制IC，連名不見經傳的Semtech公司也給出了有源箝位的控制芯片，型號是SC4910，可見其背后蘊藏著巨大的市場商機。直到最近TI公司又推出的有源箝位控制IC UCC2897，已經將有源箝位的PWM控制做到了完美無缺。而臺商飛兆公司則給出了最廉價的有源箝位控制IC，即SD7558和SD7559。
在大功率領域，全橋移相ZVS軟開關技術在解決開關電源的效率上功不可沒。從TI公司的UC3875到UCC3895，再從Linear公司的LTC1922到LTC3722增加了自適應檢測技術，使全橋移相技術達到了頂峰。然而，在同步整流技術普遍應用的今天，它卻無法實現最佳的ZVS同步整流。因為全橋移相電路在本質上是屬于非對稱的，它無法實現完全的ZVS同步整流，由于其開啟和關斷過程總有一半是硬開關，因而效率比不上對稱電路拓撲的ZVS方式的同步整流。最新的科技成果應該是INTERSIL公司推出的PWM對稱全橋的ZVS控制IC-ISL6752。它既能控制初級側的四個MOS開關為ZVS工作狀態，又能準確地給出控制二次側的同步整流為ZVS工作狀態的驅動信號。采用這顆IC制作的400W的DC/DC再加上先進的功率MOSFET，轉換效率可達到95%。
對于小功率的開關電源，則仍舊是反激變換器的PWM控制IC，但是它必須要能很好地解決二次側的同步整流的控制方式。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高壓AC/DC領域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激變換器的同步整流控制IC-UCC27226，則能使它們成為幾乎完美無瑕的高效率電源。低壓DC/DC領域中的反激變換器控制IC中，Linear公司的LTC3806則是上乘之作。LTC3806不僅能控制好PWM，還給出準確的二次側同步整流驅動信號，是低壓小功率電源控制IC的杰作。
綜上所述，開關電源設計時可以選擇最佳控制方式和最佳電路拓撲。大功率應該是全橋ZVS加上二次側ZVS同步整流，典型控制IC是ISL6752；中等功率到小功率應該是有源箝位正激變換ZVS軟開關配上二次側的預檢測柵驅動技術的同步整流；而小功率應該是配好同步整流的反激變換。當然，這里沒有絕對的界限，只是不同的條件下應該有相應的最佳選擇。
四、同步整流技術實現高效
從上世紀90年代末期同步整流技術誕生以來，開關電源技術得到了極大的發展，采用IC控制技術的同步整流方案已經為研發工程師普遍接受，現在的同步整流技術都在努力實現ZVS、ZCS方式的同步整流。
從2002年美國銀河公司發表了ZVS同步整流技術之后，現在已經得到了廣泛應用。這種方式的同步整流系巧妙地將二次側驅動同步整流的脈沖信號調為比一次側的PWM脈沖信號的上升沿超前，下降沿滯后的方法實現了同步整流MOS的ZVS方式工作。最新問世的雙輸出式PWM控制IC幾乎都在控制邏輯內增加了對二次側實現ZVS同步整流的控制端子。例如：Linear公司的LTC3722、LTC3723，INTERSIL公司的ISL6752等。這些IC不僅努力解決好初級側功率MOSFET的軟開關，而且著力解決好二次側的ZVS方式的同步整流，轉換效率可達94%以上。
在非對稱的開關電源電路拓撲中，特別是對于性能良好的正激電路或正激有源箝位電路，在二次側的同步整流中，為了實現ZVS方式的同步整流，消除MOSFET體二極管的導通損耗和反向恢復時間帶來的損耗，TI公司的專利技術"預檢測柵驅動技術"在控制芯片中增加了大量的數字控制技術，正激電路同步整流的控制芯片UCC27228的誕生使正激電路的效率達到了前所未有的高效率。再配合好初級側的有源箝位技術之后，使這種最新的電路模式既做到了初級側的軟開關ZVS方式工作，又解決了磁芯復位及能量回饋，減輕了功率MOSFET的電壓應力，還做到了二次側的ZVS最佳狀態的同步整流，綜合使用這兩項技術的中小功率的DC/DC變換器，其效率都在94%以上，功率密度也都能達到200W/in以上。
五、專家觀點：能源緊缺急需節能政策出臺
目前中國制造的開關電源占了世界市場的80%，但是高端市場上幾乎沒有我們的份額。我國目前能源緊缺，而電源行業又是一個與能源消耗密切相關的行業，所以需要政府以及學會團體應該在幾個方面給電源的發展方向作出指導。
首先，彩電電源的空載功耗。在城市里很多家庭晚上看完電視后，采用遙控關斷的方法關機，使電力白白消耗。這時彩電的空載損耗多在3.5W以上，歐洲標準是小于1W，日本標準是小于0.6W。
第二，國內各個家電廠商對于電源的效率要求不高，只要求價格。例如，DVD生產商在外配電源適配器時，寧可選擇轉換效率不足80%，空載損耗1.5W的49元一臺的適配器，卻不愿意選擇轉換效率90%以上，空載損耗<0.6W的59元一臺的適配器。
目前，我們國家的石油進口已經超過50%，仍舊是缺油大國，如果私家車再多一些，我們到哪里去弄石油？是否該用法律及政策去鼓勵企業和工程師多開發和生產高效率的電源呢？
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