从美国电源工业发展计划看我国电源工业的发展

1.2DC/DC变换器市场预测

　　（1）功率定额按DC/DC开关电源的额定功率大小分类，各类电源市场占有比例及年增长率示于表3。从表3数据可见，51－250WDC/DC开关电源在过去四年中占的份额最大。由于微处理器的高速化，DC/DC开关电源由低功率向中功率方向发展是必然趋势。一般说来，DC/DC开关电源在低功率范围增长率最快，其中16－25WDC/DC开关电源的增长率最高，这是因为它们大量用于直流分布式电源，而直流分布式电源正广泛地用于测试和测量设备、计算机显示系统、坚固可靠的计算机和军用通讯系统。251－500WDC/DC开关电源增长率则居于第二位，它们主要用于服务性的医疗和实验室设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通讯及其它发送设备。51－100WDC/DC开关电源在1996年占的份额最高，但预见增长率较低。

　　（2）用户应用领域按DC/DC开关电源的用户应用领域分类，各类电源市场占有比例及年增长率示于表4。从表4数据可见，与AC/DC电源情况类似，DC/DC开关电源在远程通讯和数字通讯领域，年增长率最高，达15.2％。

2小功率变换器在今后五年内的发展趋势

　　文献[2]就美国10－25W及50－200WDC/DC变换器及500W以内的AC/DC变换器三类变换器的技术、价格现状和未来发展趋势作了综合的对比，分别示于表5、表6、表7。从中我们可以看出，小功率变换器在今后五年内的主要发展趋势是：为适应超高速CPU芯片的迅速发展，DC/DC类变换器向低输出电压（最低将低到1.2V）、低成本、高输出电流、高频化（400～500kHz）、高功率密度、高可靠性（MTBF≥106h)、高效率的方向发展。

3低压大电流DC/DC变换器的技术方向

　　如前所述，现代微处理器和一些超高速的超大规模集成电路芯片，如IntelPenitumPro等，要求运

图2交错叠加型准方波抵消纹波的变换拓扑原理图

表610～25WDC/DC变换器技术的主要发展趋势

行在低电压（2.4～3.3V）、大电流（>13A)状态,而直流母线电压通常为5～12V。这样就对其供电电源(电压调整模块－VRM)提出了新的挑战，见文献[4]。要求VRM具有非常快速的负载电流动态响应,在保证足够小体积的同时,具有较高的效率。表8给出了现代微处理器对VRM有要求:

表8现代微处理器对VRM的要求

　　为了使VRM具有快速的负载电流动态响应,传统的解决办法是VRM的输出端并联很多容量很大、等效串联电阻很小的去耦电容器。显然，该方法存在如下问题：

　　（1）去耦电容器体积很大，而现代微处理器对VRM的体积有严格的要求；

　　（2）去耦电容只能改善动态响应的最初阶段，对后阶段及总的动态响应时间没有作用。

　　为此，文献[3]提出了一种交错叠加型准方波抵消纹波的变换拓扑结构。其原理如图2所示。

　　表9比较了该方案与传统采用大容量去耦电容器方案的结果。结果表明，该结构在保证要求输出纹波的前提下，不但可以大大减小输出电容器的容量，

而且能大大减小VRM的输出滤波电感的电感量。

表9与传统大容量退耦电容器方案的比较结果

除此而外，为了提高VRM的动态响应，还必须力求减小供电母线的引线电感。最有效的办法是将VRM作成“装在印制板上”的形式，直接装在负载附近，而不采取集中电源供电的形式。另一方面，还要求VRM本身具有十分小的引线电感。为了保证VRM具有足够高的效率，必须采用同步整流和漏感很小的平面超薄型的变压器[3]。目前，美国能生产这类新型DC/DC变换