電源從真空電子管，線性電源到現(xiàn)在經(jīng)歷了很長一段時間。在對功率密度不斷增長的需求驅動下（高功率密度可將更大功率和更多功能安裝到更小的尺寸中，從而帶來尺寸和物流上的優(yōu)勢），我們可以看到在近50年內(nèi)，電源的平均轉換效率從大約70%提升至接近100%，如下圖所示：
TDK-Lambda電源效率上的改進有助于開發(fā)更小，更輕的TDK-Lambda電源產(chǎn)品，同時降低運行成本，對資源保護和能源可持續(xù)性至關重要。但追求高轉換效率帶來的收益會逐漸遞減。每一個百分比的提升將更難實現(xiàn)。接下來讓我們了解如何能實現(xiàn)TDK-Lambda電源的最大效率超過97%，以及TDK-Lambda電源未來研究方向，離無損耗電源有多近？TDK-Lambda|TDK-Lambda電源|TDK電源|Lambda
想要了解提高電源轉換效率所涉及的挑戰(zhàn)，首先我們應該了解TDK-Lambda電源主要的損耗機制。一般來說，系統(tǒng)的效率定義為系統(tǒng)的輸出功率與輸入功率之比。輸入和輸出功率之差是損耗，即系統(tǒng)以熱的形式消耗的功率。根據(jù)以下公式，只要電流在介質(zhì)中流動，就會產(chǎn)生功率損耗。TDK-Lambda|TDK-Lambda電源|TDK電源|Lambda
如公式中I為電流，單位為安培。Reff為介質(zhì)的等效電阻。電流流經(jīng)TDK-Lambda電源內(nèi)部實際等效電阻的原因有很多種，我們可以將其分為幾大類。
1.半導體損耗：現(xiàn)代TDK-Lambda電源在控制電路和功率電路都使用半導體器件。這些半導體器件在關斷狀態(tài)下通過電流幾乎為零（無損耗），在導通狀態(tài)（根據(jù)等效導通阻抗Ron）以及從關到開切換期間（其等效阻抗從幾乎無限大減小為Ron）下則產(chǎn)生功率損耗。我們可以通過降低Ron，減少切換過程花費的時間（更快的開關）以及減少切換頻率（低頻工作或burst模式工作）來降低損耗。
整流電路也是半導體損耗的重要組成部分。這些元器件在導通狀態(tài)下會產(chǎn)生功率損耗，與其正向壓降成正比，在反向恢復期間驅動載流子離開耗盡層也會有損耗。降低PN結正向電壓存在物理限制，無法通過結構方式（如加大封裝或元件并聯(lián)等）來解決。這些損耗在低電壓，大電流電路（如低壓直流電源的二次側）中尤為明顯。最好的解決策略之一是采用“理想整流電路”，使用帶有控制電路的MOS管來模擬二極管，這種做法通常稱為同步整流。
2.磁損耗: TDK-Lambda電源嚴重依賴磁性元件進行濾波，以及在與電網(wǎng)連接的原邊和與用戶負載關聯(lián)的副邊之間提供隔離。電感和變壓器的損耗可能非常大。需要相對較長的導電材料來實現(xiàn)所需的結構形狀，而繞組的電阻與其材料長度成正比。趨膚效應和臨近效應使得電荷沿著繞線的表面流動或偏向某一部分導體流動，導致?lián)p耗增加，而且隨著頻率升高，其分布會更不均勻，損耗進一步加大。
磁性材料也存在阻抗，并且隨著其中的磁場交替變化，該阻抗上會感應出電勢，電流開始流動（稱為渦流）并以熱的形式耗散功率。交變場中的磁性材料也會產(chǎn)生磁滯損耗。每次場方向改變時，都需要能量來重新進行定向磁芯中的原子?？梢酝ㄟ^使用低阻抗的繞組（更大的橫截面積和表面積），以及使用低磁阻高電阻的磁芯材料和結構，來降低損耗。采用層疊式磁芯或粉末磁芯可以將感應電勢分散到低電阻的小段上進一步降低損耗。磁滯損耗與開關頻率相關，更少的轉換次數(shù)會導致更低的損耗，但作為TDK-Lambda電源中最大和最重的器件，低頻工作下不利于優(yōu)化尺寸。
3.其它損耗: TDK-Lambda電源的各種其它功能也需要能量來進行，比如開關的打開和關閉，電壓和電流的測量，以及依據(jù)測量的結果對電源輸出進行調(diào)節(jié)。開關電源的噪音也很大，需要進行大量的濾波以符合輻射發(fā)射限值并給負載提供清潔，低紋波的直流電壓。雖然這些濾波器件由無功元件組成，但沒有理想的無功元件，能量在電容和電感中相互交換時，其中的寄生電阻會消耗能量。
從20世紀初我們使用的通過故意浪費能量來調(diào)節(jié)負載電壓的高損耗線性電源，到現(xiàn)代的采用超低損耗半導體、磁性材料和智能控制方案的諧振開關電源，TDK-Lambda電源轉換效率一直有實質(zhì)的提升。TDK-Lambda電源設計人員一直在通過拓撲結構的選擇，控制技術和元器件選擇方面的組合優(yōu)化來降低主要的功率損耗。TDK-Lambda|TDK-Lambda電源|TDK電源|Lambda
通過運用最新的拓撲結構，控制技術和新材料元器件，如今的TDK-Lambda開關電源可以很容易實現(xiàn)95%以上的平均轉換效率。隨著對設備小型化和輕量化的持續(xù)追求，TDK-Lambda電源效率仍需要不斷進行提高。雖然實現(xiàn)100%效率是不可能的，但TDK-Lambda電源設計人員仍在繼續(xù)挑戰(zhàn)極限。借助于新的元器件，在設計、工藝制造等團隊的持續(xù)努力下，TDK-Lambda新推出了CUS600M系列（效率高達96%）,TPF45KW (效率高達98%),和 ixx系列 DC-DC 模塊電源 (效率高達98%)等高效率電源產(chǎn)品。
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