作为这样的话题，开关电源调节、传输和功耗都是日益重要的。人们期望智能产品功能日趋多样、性能更强大和外观更加酷炫。但是，所有电子产品都离不开开关电源，而且随着功能的丰富，业界看到了关注开关电源相关问题的重要意义。而最受到广泛关注的三大问题是：密度、EMI和隔离（信号和开关电源）。

开关电源发展势头之实现更高的密度：缩小开关电源管理所占的空间
由于半导体工艺技术和芯片功耗技术的进步，芯片上可以集成工作功能和晶体管，由此又增大了芯片的总体功耗，一些处理器现在可以消耗几百安培电流，并且可以在不到一微秒的时间内从低电流状态上升到完全激活状态。通过降低损耗和提高热性能实现“在硬币大小的面积上达到千瓦级功率”的密度目标并非一句玩笑话。

问题不仅在于管理功率和因此产生的功耗，由于存在基本的I2R损耗，即使在开关电源负载路径中明显“可忽略”的电阻也成为了有效功率输送的主要障碍：在200A时，仅1mΩ的引线/走线电阻可导致出现0.2V IR压降和40W损耗。此外，因为可以靠近负载放置，使用较小的转换器也存在两难问题，这一方面有利于减少走线损耗和噪声拾取，但也成为负载附近的一个发热源，导致温度升高。

开关电源发展与功率密度相关的趋势：
单颗“魔弹”可能无法解决密度难题。解决方案包括跨学科改进，它将导致：
更高频率的开关；将开关电源管理功能（或其电感）移到处理器散热器下方；更高的轨电压，如48V，以最小化IC压降；新封装类型；将无源元件集成到芯片上或封装中。 减小EMI的挑战：复杂度超出科学范畴。对设计人员来说，EMI方面的挑战在于它通常比一般学科更像是一门艺术，而非一门科学。建模是一个难题，其解决方案通常需要反复试验才能将其降至所需的数值。此外，开关电源之EMI并非单一实体，而是具有不同的来源、路径和外观。开关电源的引线布线和PCB布局会产生较强的辐射性EMI，而转换器设计和无源滤波器网络则产生更强的传导差分模式EMI。

开关电源与EMI相关的趋势：
虽然己经有无源滤波器相关的解决方案，但因为尺寸、重量和成本的问题未能被广范应用。很可能要等IC供应商从源头解决EMI问题，提供更好的产品并增强可用性，以满足必要的标准和要求。

这些解决方案详细介绍了噪声的基本原理，并将降噪技术进行了分层：更多使用扩频技术来扩散噪声能量，从而降低其在整个频谱上的峰值；封装，包括集成无源元件，可减少开关时引起电压尖峰和振铃的寄生效应；调制功率器件栅极驱动，以减少产生噪声的dV/dt回转，同时不影响效率。增强隔离：确保A点与B点之间无电流路径尽管电气隔离技术已经使用了很多年，但新工程师通常对其了解甚少。简而言之，它提供了一个屏障，因此输入和输出级之间没有欧姆（电流）路径，但允许电源和信号能量通过该屏障。可以通过各种方法来实现隔离，包括光学、磁性、电容或小型RF耦合。

电流隔离最主要的目的有两个。首先，它为具有内部潜在危险性高电压系统的用户提供了安全性，它可以确保系统中存在任何内部故障时，都无法影响到用户。其次，它实现了一大类创新型电源系统架构，其中初级侧和次级侧之间必须没有可能的公共电流，例如当一侧接地时，另一侧处于不接地连接的“浮动”状态。
与隔离有关的趋势：
隔离可以仅用于电源轨、信号线（数据）或同时用于两者。理想情况下，IC供应商可以将开关电源和数据隔离集成在同一个封装中，以确保安全性和可靠性。此外，由于集成了数据和开关电源隔离功能，开关电源之IC供应商可以针对这些应用的严格EMI标准更好地进行控制和设计。

所需的隔离级别是应用的一大功能：5kV增强隔离在许多情况下是足够的，并且有详细的行业标准对其进行定义。由于具有卓越的共模瞬态抗扰度（CMTI）性能和数据完整性，使用隔离电容进行数据传输是一种流行的作法。然而，由于可传输的功率有限以及效率不高，对于大多数功率传输应用来说隔离电容是不可行的。因此，当需要功率传输时，磁性方法成为了优选方案。结合这两种方法，可以在同一封装中实现完全“自偏置”收发器等解决方案，同时具有隔离电源和数据连接。此类产品和技术创新真正改变了这些安全关键应用中的游戏规则。