什么是功率密度？

功率密度是在給定空間內(nèi)可處理多少功率的度量，可量化為每單位體積處理的功率量，單位為瓦/立方米 (W/m³) 或瓦/立方英寸 (W/in³)。這些值基于轉(zhuǎn)換器的額定功率以及電源解決方案（所有組件包含在內(nèi)）的箱體體積（長(zhǎng)度 x 寬度 x 高度）計(jì)算得出的，如圖 2 所示?？梢詫挝豢s放到適當(dāng)?shù)墓β实燃?jí)或大小。例如，千瓦/升是電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電器的常見(jiàn)品質(zhì)因數(shù) (FoM)，因?yàn)檫@些功率轉(zhuǎn)換器可提供千瓦級(jí)的功率（介于 3kW 到 22kW 之間）。

電流密度是一種與功率密度有關(guān)的指標(biāo)，它非常有用，可以量化為單位體積的電流，單位為安培/立方英寸或安培/立方毫米。轉(zhuǎn)換器的額定電流（通常是輸入電流或輸出電流）可用于計(jì)算電流密度。

電流密度通常是更適合應(yīng)用于負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器等應(yīng)用的 FoM。這些設(shè)計(jì)的大小與輸出電流成比例，并且輸出電壓電平通常較低，約為 1V。通過(guò)假定一個(gè)不切實(shí)際的高輸出電壓，可對(duì)功率密度值進(jìn)行人為地夸大。因此，電流密度是一個(gè)更為有效的指標(biāo)，因?yàn)樗鼘⑤敵鲭妷号懦诳紤]因素之外。

有時(shí)體積密度并不重要。功率電子器件可能不受高度限制，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的其他部分會(huì)相當(dāng)高。相反，電路板面積可能是限制因素。在這些情況下，提高功率密度可能需要找到堆疊或 3D 集成組件的方法，以減少功率解決方案的空間占用。然后，您可以將用于比較解決方案優(yōu)劣的指標(biāo)修改為瓦/平方毫米或安培/平方英寸，從而突出關(guān)鍵的設(shè)計(jì)目標(biāo)（如圖 3 所示）。

根據(jù)應(yīng)用的不同，可通過(guò)幾種不同的方式查看功率密度，但目標(biāo)一致：減小解決方案尺寸以提高功率密度?，F(xiàn)在的問(wèn)題是如何獲得功率密度帶來(lái)的那些好處。