電力電子領(lǐng)域的核心所在是現(xiàn)代高頻開關(guān)電源，它借助高頻開關(guān)技術(shù)達成高效電能轉(zhuǎn)換，從數(shù)據(jù)中心到新能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行皆靠其支撐，它的發(fā)展已然越過簡單的功率轉(zhuǎn)換，正朝著智能化、模塊化以及極致高效的方向邁進。

高頻開關(guān)電源如何實現(xiàn)更高效率

電源技術(shù)發(fā)展的永恒追求是提升效率，這是高頻開關(guān)電源領(lǐng)域的情況。當下，行業(yè)中實現(xiàn)突破的主要方式是應用寬禁帶半導體器件，以及采用先進的軟開關(guān)拓撲。像碳化硅也就是SiC和氮化鎵即GaN等第三代半導體材料，它們能讓電源在MHz級別的頻率下工作，相較于傳統(tǒng)硅器件，不僅可以把系統(tǒng)效率提高15%以上，而且還能使體積縮小40% 。在拓撲結(jié)構(gòu)方面，LLC諧振、移相全橋之類的軟開關(guān)技術(shù)，憑借達成零電壓開通（ZVS）以及零電流關(guān)斷（ZCS），實際有效地削減了開關(guān)損耗，進而使得整機效率能夠突破95%。這些技術(shù)對于降低數(shù)據(jù)中心、通信基站等常年持續(xù)不間斷運行的設(shè)備的能耗而言，是至關(guān)重要的。

數(shù)字化控制給電源帶來哪些改變

高頻開關(guān)電源從“硬部件”轉(zhuǎn)向“智能系統(tǒng)”，其關(guān)鍵在于數(shù)字化。傳統(tǒng)模擬電源，控制調(diào)整能力有限。采用數(shù)字信號處理器（DSP）或者現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）作為控制核心之后，電源發(fā)生了質(zhì)變。數(shù)字控制允許集成復雜算法？比如自適應PID、模糊邏輯甚至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，這使得電源能夠?qū)崟r感知負載變化，并且做出微秒級調(diào)整，輸出穩(wěn)定性大幅提高。無論應對被雷軍提及的小米汽車熔巖橙產(chǎn)線里精密設(shè)備的瞬時功率需求，還是確保醫(yī)療CT機高壓輸出的絕對平穩(wěn)，這都意味著數(shù)字電源能夠?qū)⒋颂幚淼幂p松自如 。

模塊化設(shè)計如何提升系統(tǒng)可靠性

一種通過集合功率與散熱裝置，以及控制部分于一體的設(shè)計方式，達成了電源系統(tǒng)具備高可靠性和易于維護的特性，它采用類似搭建積木的形式實施，不但縮小了所占空間，還借助冗余并聯(lián)以及負載均流技術(shù)，保障了有關(guān)系統(tǒng)能夠持續(xù)不間斷運行，就像多臺電源模塊能夠疊加輸出功率高達30kW，即便其中單個模塊出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)依然能夠穩(wěn)定持續(xù)存續(xù)運行，在醫(yī)療范疇以內(nèi)，這種設(shè)計架構(gòu)讓CT機等設(shè)備的電源維護所需時間減少了超過70% 。如同寒假安全指南著重指出需存在預案那般，模塊化是電源系統(tǒng)針對意外故障的可靠預案，這種理念跟進行冬季用車期間的安全準備有著異曲同工之妙[意思是效果相同。但單獨說，“異曲同工”在這里表意不明，所以最好能把“異曲同工”的具體所指說清楚點]。

未來高頻開關(guān)電源有哪些新趨勢

高頻開關(guān)電源會朝著深入融合高度集成化、智能化與綠色化的方向去發(fā)展，人工智能技術(shù)被引入后，電源會擁有自診斷和自適應能力，進而成為真正的“智慧能源節(jié)點”，在“雙碳”目標的驅(qū)動之下，綠色節(jié)能產(chǎn)品成了市場熱點，高頻開關(guān)電源憑借其高效特性，在新能源發(fā)電、儲能以及電動汽車充電等領(lǐng)域有著廣闊的應用前景哦，與此同時，像二維材料、超導材料這類新材料的探索，還有3D封裝等新工藝，是有望持續(xù)突破功率密度和效率的極限的。

于您工作里頭或者項目開展的時候，有無曾憑著電源的效率、體積以及智能控制方面的問題而遭遇挑戰(zhàn)？您最為期待上述當中哪一項技術(shù)能夠趕忙普及應用？歡迎抒發(fā)您的見解，要是覺著本文對您有幫助的話，那就請點贊并且分享給更多同行。