開關電源技術未來發展趨勢分析
通信業的迅速發展極大地推動了通信電源的發展，開關電源在通信系統中處于核心地位，并已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中，通常將高頻整流器稱為一次電源，而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。隨著大規模集成電路的發展，要求電源模塊實現小型化，因而需要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構，這就對高頻開關電源技術提出了更高的要求。
1 通信用高頻開關電源技術的發展
通信用高頻開關電源技術的發展基本上(shang)可以體(ti)現在幾(ji)個方面：變換器拓撲、建模與仿真、數(shu)字化控制及磁集成。
1.1 變換器拓撲
軟(ruan)開關(guan)(guan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、功率因(yin)(yin)數校(xiao)正技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)及(ji)多電(dian)平(ping)(ping)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)是(shi)近年來變換(huan)(huan)器拓撲方面的(de)(de)(de)(de)熱點。采用(yong)軟(ruan)開關(guan)(guan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)可以(yi)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)降低(di)開關(guan)(guan)損(sun)耗(hao)(hao)和開關(guan)(guan)應(ying)力，有(you)助于(yu)變換(huan)(huan)器效(xiao)率的(de)(de)(de)(de)提高；采用(yong)PFC技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)可以(yi)提高AC/DC變換(huan)(huan)器的(de)(de)(de)(de)輸入(ru)功率因(yin)(yin)數，減少對電(dian)網的(de)(de)(de)(de)諧波污染；而多電(dian)平(ping)(ping)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)主(zhu)要應(ying)用(yong)在(zai)通信電(dian)源三相輸入(ru)變換(huan)(huan)器中(zhong)，可以(yi)有(you)效(xiao)降低(di)開關(guan)(guan)管的(de)(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)應(ying)力。同時由于(yu)輸入(ru)電(dian)壓(ya)高，采用(yong)適當的(de)(de)(de)(de)軟(ruan)開關(guan)(guan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)以(yi)降低(di)開關(guan)(guan)損(sun)耗(hao)(hao)，是(shi)多電(dian)平(ping)(ping)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)將來的(de)(de)(de)(de)重要研究方向(xiang)。
為了(le)降低變換器的體積，需要提高(gao)開(kai)(kai)關(guan)頻率而實現高(gao)的功率密度，必(bi)須使(shi)用較小尺寸的磁性材(cai)料及(ji)被動(dong)元件，但是(shi)提高(gao)頻率將使(shi)MOSFET的開(kai)(kai)關(guan)損(sun)耗與驅動(dong)損(sun)耗大幅度增加，而軟(ruan)開(kai)(kai)關(guan)技(ji)術的應用可以(yi)降低開(kai)(kai)關(guan)損(sun)耗。目(mu)前的通信(xin)電(dian)源(yuan)(yuan)工程應用最為廣泛的是(shi)有源(yuan)(yuan)鉗位(wei)ZVS技(ji)術、上世紀90年(nian)代初誕生的ZVS移相全橋技(ji)術及(ji)90年(nian)代后期提出的同步整流技(ji)術。
1.1.1 ZVS 有源鉗位(wei)
有(you)(you)源(yuan)箝(qian)(qian)位(wei)(wei)技(ji)術(shu)歷經三代(dai)，且都申報了專(zhuan)利(li)(li)。第(di)一(yi)代(dai)為(wei)美國VICOR公司(si)的(de)有(you)(you)源(yuan)箝(qian)(qian)位(wei)(wei)ZVS技(ji)術(shu)，將DC/DC的(de)工(gong)作頻(pin)率(lv)(lv)提(ti)高到1 MHZ，功率(lv)(lv)密(mi)(mi)度接(jie)近(jin)200 W/in3，然而(er)(er)其(qi)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)未超過90 %。為(wei)了降低(di)第(di)一(yi)代(dai)有(you)(you)源(yuan)箝(qian)(qian)位(wei)(wei)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)本，IPD公司(si)申報了第(di)二(er)代(dai)有(you)(you)源(yuan)箝(qian)(qian)位(wei)(wei)技(ji)術(shu)專(zhuan)利(li)(li)，其(qi)采(cai)用P溝(gou)道MOSFET，并在變壓器二(er)次側用于(yu)forward電路(lu)拓(tuo)撲的(de)有(you)(you)源(yuan)箝(qian)(qian)位(wei)(wei)，這(zhe)使(shi)產品成(cheng)本減低(di)很多。但(dan)這(zhe)種方法形(xing)成(cheng)的(de)MOSFET的(de)零電壓開關(guan)（ZVS）邊(bian)界條件較窄，而(er)(er)且PMOS工(gong)作頻(pin)率(lv)(lv)也(ye)不(bu)(bu)理想。為(wei)了讓(rang)磁能在磁芯(xin)復位(wei)(wei)時不(bu)(bu)白(bai)白(bai)消耗掉(diao)，一(yi)位(wei)(wei)美籍華人工(gong)程(cheng)師于(yu)2001年申請(qing)了第(di)三代(dai)有(you)(you)源(yuan)箝(qian)(qian)位(wei)(wei)技(ji)術(shu)專(zhuan)利(li)(li)，其(qi)特(te)點(dian)是在第(di)二(er)代(dai)有(you)(you)源(yuan)箝(qian)(qian)位(wei)(wei)的(de)基礎上將磁芯(xin)復位(wei)(wei)時釋(shi)放出的(de)能量轉(zhuan)送至負載，所以(yi)實現了更(geng)高的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)。它共有(you)(you)三個電路(lu)方案：其(qi)中一(yi)個方案可以(yi)采(cai)用N溝(gou)MOSFET，因而(er)(er)工(gong)作頻(pin)率(lv)(lv)可以(yi)更(geng)高，采(cai)用該(gai)技(ji)術(shu)可以(yi)將ZVS軟開關(guan)、同步整流技(ji)術(shu)都結合在一(yi)起，因而(er)(er)其(qi)實現了高達92 %的(de)效(xiao)率(lv)(lv)及(ji)250 W/in3以(yi)上的(de)功率(lv)(lv)密(mi)(mi)度。
1.1.2 ZVS 移相全橋
從20世紀(ji)90年代中期，ZVS移(yi)相(xiang)全(quan)(quan)橋(qiao)軟開關(guan)技術已(yi)廣泛地應(ying)用于(yu)中、大功率(lv)(lv)電源領域。該(gai)項技術在MOSFET的(de)(de)(de)(de)開關(guan)速度(du)不太理(li)想時(shi)，對變(bian)(bian)換器(qi)效(xiao)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)提(ti)升(sheng)起了(le)很大作用，但(dan)其(qi)缺(que)點(dian)也(ye)不少。第一個(ge)缺(que)點(dian)是(shi)增(zeng)加一個(ge)諧(xie)(xie)振(zhen)電感(gan)，其(qi)導致一定(ding)的(de)(de)(de)(de)體積與(yu)損(sun)耗，并且諧(xie)(xie)振(zhen)電感(gan)的(de)(de)(de)(de)電氣(qi)參數需要保持一致性，這在制造(zao)過程(cheng)中是(shi)比較難(nan)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)；第二個(ge)缺(que)點(dian)是(shi)丟(diu)失了(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)占空(kong)比[1]。此外，由于(yu)同(tong)步(bu)整(zheng)(zheng)流(liu)更便于(yu)提(ti)高(gao)變(bian)(bian)換器(qi)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)，而移(yi)相(xiang)全(quan)(quan)橋(qiao)對二次(ci)側同(tong)步(bu)整(zheng)(zheng)流(liu)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制效(xiao)果(guo)并不理(li)想。最(zui)初的(de)(de)(de)(de)PWM ZVS移(yi)相(xiang)全(quan)(quan)橋(qiao)控(kong)制器(qi)，UC3875/9及UCC3895僅控(kong)制初級(ji)，需另加邏輯電路以提(ti)供(gong)準確(que)的(de)(de)(de)(de)次(ci)極同(tong)步(bu)整(zheng)(zheng)流(liu)控(kong)制信號；如今最(zui)新的(de)(de)(de)(de)移(yi)相(xiang)全(quan)(quan)橋(qiao)PWM控(kong)制器(qi)如LTC1922/1、LTC3722-1/-2，雖然已(yi)增(zeng)加二次(ci)側同(tong)步(bu)整(zheng)(zheng)流(liu)控(kong)制信號，但(dan)仍不能有效(xiao)地達(da)到二次(ci)側的(de)(de)(de)(de)ZVS/ZCS同(tong)步(bu)整(zheng)(zheng)流(liu)，但(dan)這是(shi)提(ti)高(gao)變(bian)(bian)換器(qi)效(xiao)率(lv)(lv)最(zui)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)措施之一。而LTC3722-1/-2的(de)(de)(de)(de)另一個(ge)重大改進是(shi)可以減(jian)小(xiao)諧(xie)(xie)振(zhen)電感(gan)的(de)(de)(de)(de)電感(gan)量，這不僅降低了(le)諧(xie)(xie)振(zhen)電感(gan)的(de)(de)(de)(de)體積及其(qi)損(sun)耗，占空(kong)比的(de)(de)(de)(de)丟(diu)失也(ye)所改進。
1.1.3 同(tong)步整流
同步整流(liu)(liu)包括(kuo)自(zi)驅(qu)(qu)動與外部(bu)驅(qu)(qu)動。自(zi)驅(qu)(qu)動同步整流(liu)(liu)方(fang)法簡單易行，但是次級電壓波形(xing)容易受到變壓器(qi)漏感等諸多因素的(de)影(ying)響，造成批量生(sheng)產(chan)時可靠(kao)性較(jiao)低而較(jiao)少應用(yong)于實際產(chan)品中。對于12 V以(yi)上至20 V左右(you)輸出電壓的(de)變換則多采用(yong)專門的(de)外部(bu)驅(qu)(qu)動IC，這樣可以(yi)達到較(jiao)好(hao)的(de)電氣性能(neng)與更高的(de)可靠(kao)性。
TI公(gong)司(si)提出了預(yu)測驅動策略的(de)芯(xin)片(pian)UCC27221/2，動態調節死(si)區時(shi)間以(yi)(yi)降低體(ti)二極管的(de)導(dao)通(tong)損耗。ST公(gong)司(si)也設計出類似(si)的(de)芯(xin)片(pian)STSR2/3，不僅(jin)用(yong)于(yu)反(fan)激也適用(yong)于(yu)正激，同(tong)時(shi)改進(jin)了連續與斷續導(dao)通(tong)模(mo)式的(de)性能。美國電力(li)電子(zi)系統中(zhong)心（CPES）研究(jiu)了各種(zhong)諧振驅動拓撲(pu)以(yi)(yi)降低驅動損耗[2]，并于(yu)1997年提出一種(zhong)新型的(de)同(tong)步(bu)整(zheng)流電路，稱為準方(fang)波同(tong)步(bu)整(zheng)流，可以(yi)(yi)較大地(di)降低同(tong)步(bu)整(zheng)流管體(ti)二極管的(de)導(dao)通(tong)損耗與反(fan)向恢復損耗，并且(qie)容易實現(xian)初(chu)級主(zhu)開關管的(de)軟開關[3]。凌特公(gong)司(si)推出的(de)同(tong)步(bu)整(zheng)流控制芯(xin)片(pian) LTC3900和LTC3901可以(yi)(yi)更好地(di)應(ying)用(yong)于(yu)正激、推挽(wan)及全橋拓撲(pu)中(zhong)。
ZVS及ZCS同(tong)(tong)步整流(liu)技術(shu)也已開始應用，例如有源鉗位正激電(dian)路(lu)(lu)的(de)同(tong)(tong)步整流(liu)驅動(dong)（NCP1560），雙晶(jing)體(ti)管(guan)正激電(dian)路(lu)(lu)的(de)同(tong)(tong)步整流(liu)驅動(dong)芯片LTC1681及LTC1698，但其都未(wei)取得對稱(cheng)型電(dian)路(lu)(lu)拓樸ZVS/ZCS同(tong)(tong)步整流(liu)的(de)優良(liang)效(xiao)果。
1.2 建模(mo)與仿真
開關(guan)型變換器(qi)主要有(you)小(xiao)信號(hao)與大信號(hao)分析兩種建模方(fang)法。
小信(xin)號分析(xi)法(fa)(fa)(fa)：主(zhu)要是(shi)狀態空(kong)間平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)法(fa)(fa)(fa)[4]，由美(mei)國加里福尼亞(ya)理工學院的(de)(de)(de)(de)R.D.Middlebrook于(yu)1976年提(ti)出，可以說這是(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)(dian)子學領域(yu)建模分析(xi)的(de)(de)(de)(de)第(di)一個真(zhen)正意義的(de)(de)(de)(de)重(zhong)大突破(po)。后來出現(xian)的(de)(de)(de)(de)如電(dian)(dian)(dian)(dian)流注(zhu)入(ru)等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)法(fa)(fa)(fa)、等效(xiao)(xiao)受控源(yuan)法(fa)(fa)(fa)（該法(fa)(fa)(fa)由我國學者張興柱(zhu)于(yu)1986年提(ti)出）、三端開關(guan)(guan)器件(jian)法(fa)(fa)(fa)等，這些(xie)均(jun)(jun)(jun)屬于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)范疇。平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)缺點(dian)是(shi)明顯的(de)(de)(de)(de)，對信(xin)號進行了平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)處理而不(bu)能(neng)有效(xiao)(xiao)地(di)進行紋波分析(xi)；不(bu)能(neng)準確地(di)進行穩定性分析(xi)；對諧振類變(bian)換器可能(neng)不(bu)大適合(he)；關(guan)(guan)鍵的(de)(de)(de)(de)一點(dian)是(shi)，平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)法(fa)(fa)(fa)所得出的(de)(de)(de)(de)模型與開關(guan)(guan)頻率無關(guan)(guan)，且適用條件(jian)是(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)感電(dian)(dian)(dian)(dian)容等產生的(de)(de)(de)(de)自然頻率必(bi)須要遠低于(yu)開關(guan)(guan)頻率，準確性才(cai)會較高。
大信(xin)號(hao)分析(xi)法(fa)(fa)(fa)：有(you)解析(xi)法(fa)(fa)(fa)，相平面法(fa)(fa)(fa)，大信(xin)號(hao)等效電(dian)路模(mo)型法(fa)(fa)(fa)，開(kai)關信(xin)號(hao)流(liu)法(fa)(fa)(fa)，n次諧波三(san)端(duan)口模(mo)型法(fa)(fa)(fa)，KBM法(fa)(fa)(fa)及(ji)通用平均法(fa)(fa)(fa)。還有(you)一(yi)個是(shi)我國華南理工(gong)大學(xue)教(jiao)授丘(qiu)水生先(xian)生于1994年提出的等效小參量信(xin)號(hao)分析(xi)法(fa)(fa)(fa)[5]，不僅適(shi)用于PWM變換(huan)器(qi)也(ye)適(shi)用于諧振類變換(huan)器(qi)，并且能(neng)夠進行輸出的紋(wen)波分析(xi)。
建模的目的是為了仿真，繼而進行穩定性分析。1978年，R.Keller首次運用R.D.Middlebrook的狀態空間平均理論進行開關電源的SPICE仿真[6]。近30年來，在開關電源的平均SPICE模型的建模方面，許多學者都建立了各種各樣的模型理論，從而形成了各種SPICE模型。這些模型各有所長，比較有代表性的有：Dr.SamBenYaakov的開關電感模型；Dr.RayRidley的模型；基于Dr.VatcheVorperian的Orcad9.1的開關電源平均Pspice模型；基于Steven Sandler的ICAP4的開關電源平均Isspice模型；基于Dr. VincentG.Bello的Cadence的開關電源平均模(mo)型等(deng)等(deng)。在使用這些模(mo)型的(de)(de)基(ji)礎(chu)上，結合變換器的(de)(de)主要(yao)參數進(jin)行(xing)宏模(mo)型的(de)(de)構建，并利(li)用所建模(mo)型構成(cheng)的(de)(de)DC/DC變換器在專業的(de)(de)電路仿真(zhen)軟(ruan)件（Matlab、Pspice等(deng)）平臺上進(jin)行(xing)直流分析、小信號分析以及閉環大信號瞬態分析。
由于(yu)變換(huan)(huan)器的(de)拓(tuo)撲(pu)日(ri)新月異，發展速度極快，相應地(di)，對(dui)變換(huan)(huan)器建(jian)模的(de)要求也越(yue)來越(yue)嚴格。可以說，變換(huan)(huan)器的(de)建(jian)模必(bi)須要趕上變換(huan)(huan)器拓(tuo)撲(pu)的(de)發展步伐，才能更(geng)準確地(di)應用于(yu)工程實踐(jian)。
1.3 數字化(hua)控制
數字化的(de)簡單應用(yong)主要是保(bao)護(hu)與監(jian)控電(dian)路(lu)，以及(ji)與系(xi)統(tong)的(de)通(tong)(tong)信(xin)，目前已大量地應用(yong)于(yu)通(tong)(tong)信(xin)電(dian)源系(xi)統(tong)中(zhong)。其可以取代很多模擬電(dian)路(lu)，完成(cheng)電(dian)源的(de)起動、輸入與輸出的(de)過、欠(qian)壓保(bao)護(hu)、輸出的(de)過流與短路(lu)保(bao)護(hu)，及(ji)過熱保(bao)護(hu)等，通(tong)(tong)過特定的(de)介(jie)面電(dian)路(lu)，也能(neng)完成(cheng)與系(xi)統(tong)間的(de)通(tong)(tong)訊(xun)與顯示。
數字化(hua)的(de)(de)更(geng)先進應用(yong)包含(han)不但(dan)實(shi)現(xian)(xian)完善的(de)(de)保護(hu)與監(jian)控(kong)功(gong)(gong)能，也能輸(shu)出(chu)(chu)PWM波，通(tong)過驅動(dong)(dong)電(dian)路控(kong)制功(gong)(gong)率開關器件，并實(shi)現(xian)(xian)閉環控(kong)制功(gong)(gong)能。目前，TI、ST及Motorola公司等均推出(chu)(chu)了專用(yong)的(de)(de)電(dian)機(ji)與運動(dong)(dong)控(kong)制DSP芯(xin)片(pian)。現(xian)(xian)階段通(tong)信電(dian)源的(de)(de)數字化(hua)主要采(cai)取模(mo)(mo)擬與數字相結(jie)合的(de)(de)形式，PWM部分仍然(ran)采(cai)用(yong)專門的(de)(de)模(mo)(mo)擬芯(xin)片(pian)，而(er)DSP芯(xin)片(pian)主要參與占空比控(kong)制，和頻率設置、輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓的(de)(de)調(diao)節及保護(hu)與監(jian)控(kong)等功(gong)(gong)能。
為了達到更快的動態響應，許多先進的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方法已逐漸提(ti)(ti)出(chu)。例如，安(an)森美公(gong)司(si)(si)提(ti)(ti)出(chu)改(gai)進型V2控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，英特矽(xi)爾公(gong)司(si)(si)提(ti)(ti)出(chu)Active-droop控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，Semtech公(gong)司(si)(si)提(ti)(ti)出(chu)電荷控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，仙童(tong)公(gong)司(si)(si)提(ti)(ti)出(chu)Valley電流控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，IR公(gong)司(si)(si)提(ti)(ti)出(chu)多相(xiang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，并(bing)且美國的多所(suo)大學也提(ti)(ti)出(chu)了多種(zhong)其(qi)他(ta)的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)思想[7，8，9]。數字控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)可(ke)以(yi)提(ti)(ti)高系統的靈活性，提(ti)(ti)供更好的通信介(jie)面(mian)、故障診斷能(neng)力、及(ji)(ji)抗干擾能(neng)力。但是，在精密的通信電源中，控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)精度、參數漂(piao)移、電流檢測與(yu)均流，及(ji)(ji)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)延遲等因素將是需要急(ji)待解(jie)決(jue)的實(shi)際(ji)問題。
1.4 磁集成
隨著(zhu)開關頻率(lv)的提高，開關變換器(qi)(qi)的體(ti)積隨之(zhi)減少，功率(lv)密(mi)度也得到(dao)大幅(fu)提升，但開關損耗將隨之(zhi)增加，并(bing)且將使用(yong)更多的磁性器(qi)(qi)件(jian)，因而占據更多的空間。
國外(wai)對于(yu)磁(ci)性(xing)元(yuan)件(jian)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)技(ji)術(shu)的(de)研究(jiu)較為成(cheng)(cheng)(cheng)熟，有些廠商已將此技(ji)術(shu)應(ying)用于(yu)實際(ji)的(de)通信電源中(zhong)。其實磁(ci)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)并(bing)不(bu)是一個新概(gai)念，早在(zai)20世(shi)紀70年(nian)代末(mo)，Cuk在(zai)提(ti)出Cuk變(bian)換器(qi)時(shi)就已提(ti)出磁(ci)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)思想。自(zi)1995年(nian)至今，美國電力電子(zi)系統并(bing)中(zhong)心(xin)（CPES）對磁(ci)性(xing)器(qi)件(jian)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)作(zuo)了(le)很多(duo)的(de)研究(jiu)工作(zuo)，使用耦合(he)電感(gan)的(de)概(gai)念對多(duo)相(xiang)BUCK電感(gan)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)做了(le)深(shen)入研究(jiu)[10，11，12]，且應(ying)用于(yu)各種不(bu)同類型的(de)變(bian)換器(qi)中(zhong)。2002年(nian)，香港大(da)學Yim-Shu Lee等人也提(ti)出一系列對于(yu)磁(ci)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)技(ji)術(shu)的(de)探討與設計[13，14，15]。
常規(gui)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)性(xing)元件(jian)設計(ji)方法極其繁(fan)瑣且需要從(cong)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)角度(du)(du)來(lai)(lai)考(kao)(kao)慮，如磁(ci)心(xin)的(de)(de)(de)(de)大小選(xuan)擇，材質(zhi)與(yu)繞組的(de)(de)(de)(de)確定(ding)，及(ji)鐵損和(he)銅(tong)損的(de)(de)(de)(de)評估等。但是(shi)磁(ci)集成技術除此之外，還必(bi)須考(kao)(kao)慮磁(ci)通(tong)(tong)不(bu)(bu)平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)，因為(wei)磁(ci)通(tong)(tong)分布在鐵心(xin)的(de)(de)(de)(de)每一部分其等效總(zong)磁(ci)通(tong)(tong)量是(shi)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)，有(you)些部分可能會提前飽和(he)。因此，磁(ci)性(xing)器件(jian)集成的(de)(de)(de)(de)分析與(yu)研(yan)究將會更加復雜與(yu)困(kun)難。但是(shi)，其所帶來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)高功率密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)優勢(shi)，必(bi)是(shi)將來(lai)(lai)通(tong)(tong)信電(dian)源的(de)(de)(de)(de)一大發展趨勢(shi)。
1.5 制造工藝
通信用高頻開關電源的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)工(gong)藝相當復雜，并且直(zhi)接影響到電源(yuan)系統的(de)(de)(de)電氣功能、電磁兼容性及(ji)可(ke)(ke)靠性，而可(ke)(ke)靠性是通信(xin)電源(yuan)的(de)(de)(de)首要指標。生產(chan)制(zhi)造(zao)過(guo)程中(zhong)完備的(de)(de)(de)檢測手段，齊全的(de)(de)(de)工(gong)藝監控點與防靜電等(deng)措(cuo)施的(de)(de)(de)采用(yong)在很大程度上延續了產(chan)品(pin)最佳的(de)(de)(de)設計性能，而SMD貼片器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)廣泛使用(yong)將(jiang)可(ke)(ke)以大大提(ti)高(gao)焊接的(de)(de)(de)可(ke)(ke)靠性。歐美國(guo)家將(jiang)從(cong)2006年(nian)起(qi)對電子產(chan)品(pin)要求無鉛工(gong)藝，這將(jiang)對通信(xin)電源(yuan)中(zhong)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)選用(yong)及(ji)生產(chan)制(zhi)造(zao)過(guo)程的(de)(de)(de)控制(zhi)提(ti)出更(geng)高(gao)、更(geng)嚴格的(de)(de)(de)要求。
目前(qian)更為吸引的(de)(de)(de)(de)技術(shu)是(shi)(shi)美國電(dian)(dian)力(li)(li)(li)電(dian)(dian)子(zi)系(xi)統中心（CPEC）在(zai)近幾年提(ti)出的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)力(li)(li)(li)電(dian)(dian)子(zi)集(ji)成(cheng)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)（IPEM）的(de)(de)(de)(de)概念[16]，俗稱“積木”。采(cai)用(yong)先進(jin)的(de)(de)(de)(de)封裝技術(shu)而降低(di)寄生因(yin)(yin)素(su)以改進(jin)電(dian)(dian)路中的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓振鈴(ling) 與(yu)(yu)(yu)效(xiao)率(lv)，將驅(qu)(qu)動(dong)(dong)電(dian)(dian)路與(yu)(yu)(yu)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)集(ji)成(cheng)在(zai)一起以提(ti)高驅(qu)(qu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)速度(du)因(yin)(yin)而降低(di)開關(guan)損(sun)耗。電(dian)(dian)力(li)(li)(li)電(dian)(dian)子(zi)集(ji)成(cheng)技術(shu)不僅(jin)能夠(gou)改進(jin)瞬態電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)(de)調節，也(ye)能改進(jin)功(gong)率(lv)密度(du)與(yu)(yu)(yu)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)。但是(shi)(shi)，這樣的(de)(de)(de)(de)集(ji)成(cheng)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)目前(qian)存在(zai)許多挑戰，主要是(shi)(shi)被動(dong)(dong)與(yu)(yu)(yu)主動(dong)(dong)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)集(ji)成(cheng)方(fang)式，并且較難達(da)到最(zui)佳的(de)(de)(de)(de)熱設(she)計。CPEC對電(dian)(dian)力(li)(li)(li)電(dian)(dian)子(zi)集(ji)成(cheng)技術(shu)進(jin)行了多年的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)，提(ti)出了許多有用(yong)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法、結構與(yu)(yu)(yu)模(mo)(mo)(mo)型。
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