我国的电源CCC认证也开始采用美国能源之星的标准。因此，开关电源设计需要考虑如何设计出高效率、低待机损耗、高功率因数的问题。

2 开关电源的损耗分析

2.1半导体器件导通损耗

半导体器件得到通损耗是由其正向电压产生，或者是PN结得导通电压，或者是导通电阻和饱和电压。导通损耗的减小，可通过以下几种方法：

a)可以选择导通电压相对低的器件替代导通电压相对高器件，如用肖特基二极管替代超快速二极管；

b)用新型器件替代传统器件，如用CoolMOS替代标准MOSFET；

c)用新一代型号替代老型号，如用Infineon的IGBT4替代Infineon的第二代IGBT可以使饱和电压从约3V降低到1.7V；

d)用高压碳化硅JFET替代高压MOSFET，可以使1200V耐压器件的导通电压降低到2.5V；

e)在器件能够承受电压的允许下，适当降低器件的额定电压可以降低导通电压；

f)采用同步整流器替代二极管整流器。

2.2 半导体器件开关损耗

半导体器件在开关过程中由于同时承受电压、电流而造成的损耗。开关损耗的减小，可通过以下几种方法：

a)尽可能降低开关回路的寄生电感；

b)适当的增加驱动电路的驱动能力；

c)选用米勒电荷低型号的的MOSFET；

d)选用反向恢复时间更短的快速二极管(新型号的快速二极管的实际反向恢复时间明显快于老型号的快速二极管实际的反向恢复时间)；

e)选用碳化硅二极管替代超快速二极管。

2.3 软开关技术可以有效地降低开关损耗

a)反激式电路结构中的准谐振控制方式可以有效地降低开关损耗；

b)有源箝位可以有效地降低正激式开关电源的开关损耗；

c)在半桥变换器中，LLC谐振控制方式可以有效地降低开关损耗；

d)全桥变换器的移相零电压开关是有效的。

2.4变压器损耗分析

变压器自身的损耗主要有铜耗、铁耗，通常可以通过适当选择绕组导线截面积和导线形式降低铜耗，同时通过选择合适磁性能的磁芯以及合适的磁感应强度，将磁芯损耗(铁耗)降低到合适程度。

在进行变压器漏感损耗的分析时，我们发现变压器漏感所产生的损耗是在开关过程中漏感释放储能产生的，其值为A=LI2·f/2。除了漏感的储能在开关过程中交换外，漏感释放储能过程中还伴随的漏感电流强制电源的部分电能参与开关损耗，甚至会大于漏感的能量交换。

减小变压器漏感是最有效的办法，是尽可能的消除开关过程的振铃幅度及能量。

图8 漏感在开关过程产生的振铃是消耗漏感储能的表现，同时还消耗部分电源能量

2.5 电容器损耗分析

在开关电与钠的损耗中，电容器产生的损耗往往被忽略。可实际上，电容器的损耗又是比较令人吃惊的，如输出10A的反激式开关电源，其输出滤波电容器要流过12A以上的电流，如果是50mΩ的等效串联电阻，就会造成7.2W的损耗，即使是10mΩ也会产生1.44W的损耗。

2.6 电路板的铜箔电阻不能忽略

电路板的铜箔电阻是不能忽略的。现在大多数敷铜板是1盎司的，也就是说铜箔厚度为30μm左右，即使是10mm线宽，其截面积仅0.3mm²，每厘米长度的常温电阻近60mΩ，10A的电压降为0.6V，相当于二极管的导通电压。

从减小铜箔电阻角度考虑，开关电源应选用2盎司甚至更厚铜箔的敷铜板。如果没有办法选用厚铜箔的敷铜板，可以在铜箔上敷焊锡或铜线。

2.7减小开关电源损耗的瓶颈

在半导体器件高速发展和控制方式不断革新的今天，半导体器件制约开关电源的效率时代已经一去不复返。相反，无源器件(电容、电感)倒成为进一步提高开关电源效率的瓶颈。

首先，电解电容器的ESR很难降低。尽管近年来国内外的电解电容器的制造技术得到很大提高，但是电解电容器的ESR的降低速度远高于半导体器件的进步速度。高压电解电容器的ESR还是相对很高，低压高频低阻能够做到30mΩ就可以称之为极品。

其次，陶瓷电容器难以做大。直焊电路板上的贴片陶瓷电容器的最大尺寸为1812(4.55×3.16mm)，否则会由于电路板与陶瓷电容器热膨胀系数不同导致陶瓷电容器的断裂，大电容量的陶瓷电容器可以获得10mΩ的ESR。

第三，薄膜电容器的体积还是很大。薄膜电容器的ESR相对电解电容器低，但是体积和成本难以接受。

第四，磁性材料的进步缓慢。当开关电源效率提高到一定程度，变压器、电感的损耗就成为提高开关电源效率的瓶颈。这时会发现，半导体器件不热了，相反，想把变压器、电感的发热降下来却很难。