什麼是功率密度？

功率密度是給定空間內可處理功率量的測量值，可以每立方公尺瓦特數 (W/m³) 或每立方英吋瓦特數 (W/in³) 為單位，量化每體積單位處理功率。這些數值以轉換器的額定功率和電源解決方案 (含所有元件) 的外盒體積 (長度乘以寬度乘以高度) 為基礎，如圖 2 所示。相關單位也可縮放至適當功率位準或大小。例如每公升千瓦數是電動車車載電池充電器常用的品質因數 (FoM)，因為此類電源轉換器可提供千瓦級的功率位準 (介於 3 kW 和 22 kW 間)。

電流密度是與功率密度相關且實用之指標，可以每立方英吋安培數或每立方公釐安培數為單位，量化每單位體積電流。計算電流密度時會使用轉換器額定電流 (通常為輸入電流或輸出電流)。

對負載點電壓穩壓器等應用來說，電流密度是較為適合的 FoM。設計尺寸會受輸出電流影響，輸出電壓位準通常較低，大約在 1 V 左右。若假設過高不切實際的輸出電壓，將可以人為方式增加功率密度數；電流密度因可省去對輸出電壓的考量，故為較有效的指標。

體積密度有時候並不重要。電源設計高度空間較無限制，因為其他的元件所需的高度空間更高，反而電路板的平面空間是有限制的。若要在此類情況下提升功率密度，必須尋找堆疊或 3D 整合元件的方式，來減少電源解決方案體積。此外需將比較解決方案的指標改成每平方釐米瓦特數或每平方英吋安培數，以突顯主要設計目標 (如圖 3 所示)。

您可視應用所需，以不同方式檢視功率密度，但各方式的目標皆相同：減少解決方案尺寸以提升功率密度。我們該思考的問題是，如何才能增加功率密度。