自上世紀80年代開始，高頻化和軟開關技術的開發研究，使功率變換器性能更好、重量更輕、尺寸更小。高頻化和軟開關技術是過去20年國際電力電子界研究的熱點之一。 在未來五年中開關電源的發展方向將向著怎么樣的軌道行駛時開拓行業發展的關鍵。
IGBT剛出現時，電壓、電流額定值只有600V、25A。很長一段時間內，耐壓水平限于1200V～1700V，經過長時間的探索研究和改進，現在IGBT的電壓、電流額定值已分別達到3300V/1200A和4500V/1800A，高壓IGBT單片耐壓已達到6500V，一般IGBT的工作頻率上限為20kHz～40kHz，基于穿通(PT)型結構應用新技術制造的IGBT，可工作于150kHz(硬開關)和300kHz(軟開關)。GBT的技術進展實際上是通態壓降，快速開關和高耐壓能力三者的折中。隨著工藝和結構形式的不同，IGBT在20年歷史發展進程中，有以下幾種類型：穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、軟穿通(SPT)型、溝漕型和電場截止(FS)型。碳化硅SiC是功率半導體器件晶片的理想材料，其優點是：禁帶寬、工作溫度高(可達600℃)、熱穩定性好、通態電阻小、導熱性能好、漏電流極小、PN結耐壓高等，有利于制造出耐高溫的高頻大功率半導體器件。
提高開關電源的功率密度，使之小型化、輕量化，是人們不斷努力追求的目標。電源的高頻化是國際電力電子界研究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備(如移動電話，數字相機等)尤為重要。使開關電源小型化的具體辦法有：一是應用壓電變壓器。應用壓電變壓器可使高頻功率變換器實現輕、小、薄和高功率密度。壓電變壓器利用壓電陶瓷材料特有的"電壓-振動"變換和"振動-電壓"變換的性質傳送能量，其等效電路如同一個串并聯諧振電路，是功率變換領域的研究熱點之一。二是高頻化。為了實現電源高功率密度，必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲能元件的體積重量。
電源系統中應用大量磁元件，高頻磁元件的材料、結構和性能都不同于工頻磁元件，有許多問題需要研究。對高頻磁元件所用磁性材料有如下要求：損耗小，散熱性能好，磁性能優越。適用于兆赫級頻率的磁性材料為人們所關注，納米結晶軟磁材料也已開發應用。對于低電壓、大電流輸出的軟開關變換器，進一步提高其效率的措施是設法降低開關的通態損耗。例如同步整流SR技術，即以功率MOS管反接作為整流用開關二極管，代替蕭特基二極管(SBD)，可降低管壓降，從而提高電路效率。
分布電源系統適合于用作超高速集成電路組成的大型工作站(如圖像處理站)、大型數字電子交換系統等的電源，其優點是：可實現DC/DC變換器組件模塊化；容易實現N+1功率冗余，易于擴增負載容量；可降低48V母線上的電流和電壓降；容易做到熱分布均勻、便于散熱設計；瞬態響應好；可在線更換失效模塊等。現在分布電源系統有兩種結構類型，一是兩級結構，另一種是三級結構。
由于AC/DC變換電路的輸入端有整流元件和濾波電容，在正弦電壓輸入時，單相整流電源供電的電子設備，電網側(交流輸入端)功率因數僅為0.6～0.65。采用PFC(功率因數校正)變換器，網側功率因數可提高到0.95～0.99，輸入電流THD小于10%。既治理了電網的諧波污染，又提高了電源的整體效率。這一技術稱為有源功率因數校正APFC單相APFC國內外開發較早，技術已較成熟；三相APFC的拓撲類型和控制策略雖然已經有很多種，但還有待繼續研究發展。
電源技術的發展
電源的控制已經由模擬控制，模數混合控制，進入到全數字控制階段。全數字控制是一個新的發展趨勢，已經在許多功率變換設備中得到應用。但是過去數字控制在DC/DC變換器中用得較少。近兩年來，電源的高性能全數字控制芯片已經開發，費用也已降到比較合理的水平，歐美已有多家公司開發并制造出開關變換器的數字控制芯片及軟件。全數字控制的優點是：數字信號與混合模數信號相比可以標定更小的量，芯片價格也更低廉；對電流檢測誤差可以進行**的數字校正，電壓檢測也更**；可以實現快速，靈活的控制設計。
建模、仿真和CAD是一種新的設計工具。為仿真電源系統，首先要建立仿真模型，包括電力電子器件、變換器電路、數字和模擬控制電路以及磁元件和磁場分布模型等，還要考慮開關管的熱模型、可*性模型和EMC模型。各種模型差別很大，建模的發展方向是：數字-模擬混合建模、混合層次建模以及將各種模型組成一個統一的多層次模型等。
電源系統的CAD，包括主電路和控制電路設計、器件選擇、參數*優化、磁設計、熱設計、EMI設計和印制電路板設計、可*性預估、計算機輔助綜合和優化設計等。用基于仿真的專家系統進行電源系統的CAD，可使所設計的系統性能*優，減少設計制造費用，并能做可制造性分析，是21世紀仿真和CAD技術的發展方向之一。此外，電源系統的熱測試、EMI測試、可*性測試等技術的開發、研究與應用也是應大力發展的。
