3 高频、高效、低压化、标准化是开关电源主要发展趋势
在封装结构上正朝着薄型，甚至超薄型方向发展
以前标准模块的高度是0.5英寸，最近这个高度已下降到0.375英寸，一般客户要求薄型封装尺寸为7.5mm(0.295英寸)、8.5mm(0.335英寸)和10mm(0.394英寸)。外形尺寸趋于国际标准化尺寸，多为1／8、1／4、1／2、3／4和全砖式结构，输出端子相互兼容的设计日趋明显。模块内部控制电路倾向于采用数字控制方式，非隔离式DC－DC变换器比隔离式增长速度快，分布式电源比集中式电源发展快。
低电压化
半导体工艺等级在未来十年将从0.18微米向50纳米工艺迈进，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。据市场调查得知，随着半导体工艺的发展，半导体对各种电压的需求百分率走势为(见表1)：
[img]20058302215443954.jpg[/img]
由表1可以看出，未来用户所需电源电压有下降的趋势，估计不久将来1V及1V以下的电源需求量将有明显增加，市场占有率会占一定比率。
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)。
大电流、高密度化
1991年高功率密度定义为每立方英寸输出功率为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、2001年每立方英寸为96W。现在每立方英寸达数百瓦的程度。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42～58V、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42～58V、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。
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其动态响应，小功率DC－DC变换器的开关频率已将现在的200～500kHz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
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。目前较先进的水平为：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，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。这里提及的是，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的可靠性，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。
IGCT是GTO的更新换代产品，它主要是通过分布集成门极驱动，浅层发射极等技术。器件的开关速度有一定提高，同时减少了门极驱动的功率，方便了应用，而IGCT的发展趋势仍然是高电压、大容量。
变压器与磁性元件
随着电力电子技术的发展和成熟，人们逐渐认识到磁性元件不仅是电源中的功能元件，同时其体积、重量、损耗在整机中也占相当比例。据统计，磁件的重量一般是变换器总重量的30％～40％，体积占总体积的20％～30％，对于高频工作，模块化设计的电源，磁件体积、重量所占的比例还会更高。另外，磁件还是影响电源输出动态性能和输出纹波的一个重要因素。因此，要提高电源的功率密度、效率和输出品质，就应对减小磁件体积、重量及损耗的相关技术进行深入研究，并立足于应用，以满足电源发展的需要。
对于低、中频电源，建议采用R型变压器，其特点是：损耗低、体积小、无噪声、抗干扰能力强。目前发展状况是单相功率范围已扩展到1VA～100kVA，三相功率范围已扩展到315kVA。未来主攻的方向是设法克服应用中冲击电流比较大的缺点(即变压器次级开路，初级加额定电压时的瞬间，初级所形成的冲击电流)。
对于高频变压器，主要用于各种形式的开关电源，频率为20～500kHz，功率可做到数十千瓦。所用材料主要是非晶、微晶、超微晶、软磁铁氧体材料，当变压器工作频率大于700kHz时，变压器中的涡流损耗急剧增加，约占总损耗的80％，为减小其损耗，必须在功率铁氧体材料中加纳米添加剂，从而出现了用纳米晶软磁合金和纳米晶磁材制成的各种变压器。当前比较好的有日本TDK公司、FDK公司所提供的高频磁芯和德国VAC公司所推出的超微晶磁材，这种磁材具有非常高的初始导磁率，一般高达几万，而材料所使用的频率均为300kHz～1MHz，中心频率为500kHz。目前磁性材料最高工作频率可达1.5MHz，这就是我国研制的MnZn铁氧体TP5A材料。以上这些材料所制成的变压器有贴片变压器、印制焊接式变压器、变压器模块、各种形式的分体式变压器、插入式变压器，PCB平面变压器及多层线路板平面变压器。而平面多层变压器，目前已能提供功率从5W～25kW，频率为50kHz到2MHz的一系列PM产品，预计最近几年来电源变压器需求旺盛，已成为发展迅速的热门产品，而电子变压器未来发展的目标是轻量、高效、高密度化，电源变压器发展的目标是表面安装、高功率和高压化。
磁集成技术的发展和应用
所谓磁集成技术，就是将变换器中的两个或多个分立磁体绕制在一副磁芯中，从结构上集中在一起。集中后的磁件拟称为集成磁件，该技术通过一定的耦合方式，合理的参数设计，能有效地减小磁件的体积和损耗。在一定应用场合，还可以减小电源输出纹波，提高电源输出的动态性能。另外磁集成技术可以减少连接端，从而有效地减小大电流场合端子的损耗。
集成技术的发展历史已有70余年，目前已能实现电感与电感集成，电感与变压器集成，并广泛地应用于电压调整模块，功率因数校正变换，谐振变换器等场合，随着未来电源的发展，新型磁性材料和磁芯将不断涌现，势必对磁集成技术提出更高的要求，所以此技术今后的主攻方向是进一步拓宽磁集成技术的应用领域，扩大应用场合，不断研究适用于新的磁性材料与磁芯结构的磁集成技术，为电源缩体、减重做出贡献。