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模塊電源作為技術(shù)比較成熟的產(chǎn)品,目前全球的市場增長平緩。然而,由于設(shè)備生產(chǎn)、物料采購向中國大陸地區(qū)的轉(zhuǎn)移以及中國通信設(shè)備廠商的國際市場策略的推進(jìn),中國在全球模塊電源市場上可謂一支獨(dú)秀,近年來增長一直保持兩位數(shù)以上。業(yè)界人士認(rèn)為,在未來幾年內(nèi)可以預(yù)期15%以上的增長速度。<BR><BR> 但另一方面,模塊電源市場的總?cè)萘坑邢。?jù)預(yù)計(jì),就DC-DC模塊電源市場而言,中國市場的容量在2~3億美元,國內(nèi)外模塊電源廠家之間的競爭也同樣日趨激烈。為了滿足客戶持續(xù)降價(jià)的需求,領(lǐng)先的公司通過管理優(yōu)化縮短研發(fā)周期、生產(chǎn)過程優(yōu)化提高直通率、貼近客戶設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品技術(shù)含量等措施搶占市場,并通過軟硬件投入加強(qiáng)生產(chǎn)和檢測的自動化,強(qiáng)化可靠性設(shè)計(jì)、電磁兼容和無鉛化技術(shù)保障!翱亢唵文7碌闹行∫(guī)模的模塊電源廠家隨著客戶在可靠性、電磁兼容性、無鉛化等方面的要求越來越高而價(jià)格越來越低的壓力下,將無法保證大客戶的需求,不會有多大的發(fā)展空間!北本┬吕啄芄狙邪l(fā)副總經(jīng)理王士明表示。<BR><BR> 模塊電源同時(shí)也面臨來自半導(dǎo)體公司的競爭,TI、凌特和IR公司都推出了自己的微型模塊化電源產(chǎn)品。對于當(dāng)前很多電路板空間和散熱條件受限的系統(tǒng),如AdvancedTCA或CompactPCI平臺的嵌入式系統(tǒng)來說,這些微型模塊化產(chǎn)品的小尺寸和高效率特點(diǎn)受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師的關(guān)注!皝碜园雽(dǎo)體公司的競爭壓力并不大,他們的產(chǎn)品多數(shù)功率在10A以下!鄙虾S⒙(lián)系統(tǒng)公司技術(shù)總監(jiān)喬宗標(biāo)表示。而王士民認(rèn)為:“模塊電源對系統(tǒng)的可靠性影響較大,模塊電源的生產(chǎn)需要經(jīng)過多道調(diào)試、篩選和測試程序,客戶將電源設(shè)計(jì)到單板的方式不方便進(jìn)行針對電源的專項(xiàng)可靠性篩選,不容易發(fā)現(xiàn)潛在故障!<BR><BR> <b>傳統(tǒng)市場的“甜蜜”不再</b><BR><BR> 系統(tǒng)廠商正在面臨越來越大的成本壓力,而這種壓力將部分地轉(zhuǎn)嫁到模塊電源,模塊電源廠商正越來越深刻地體會到這種壓力!艾F(xiàn)在通信廠商為了降低成本,常常一年或半年就開一次招標(biāo)會,客戶的價(jià)格壓力越來越大!盨ynQor中國區(qū)經(jīng)理孫永驊表示。“而另一方面,盡管我們一年的開架模塊電源出貨量在170萬到190萬片,但是相對于系統(tǒng)廠商的器件采購量而言,我們對上游器件供應(yīng)商并沒有大批量的價(jià)格優(yōu)勢! 孫永驊道出了目前通信電源模塊廠商面臨的“尷尬”價(jià)格現(xiàn)狀。<BR><BR> 事實(shí)上,這樣的問題已經(jīng)成為所有模塊電源共同面臨的問題,特別是國外模塊電源公司,相對幾年前的高利潤,通信模塊電源市場的“甜蜜”不再,而中國本土的模塊電源廠商也開始蠶食這些市場。王士明表示:“隨著模塊電源技術(shù)的成熟和國內(nèi)外模塊電源廠家相互滲透,中國國內(nèi)模塊電源的設(shè)計(jì)差異化越來越小,市場競爭日趨激烈。國內(nèi)企業(yè)由于本地服務(wù)和價(jià)格優(yōu)勢,市場占有率越來越大。國外廠商的市場被壓縮到小批量/多品種的中高端市場!敝袊就聊K電源公司也不可避免地受到價(jià)格競爭的壓力。王士明表示,新雷能公司模塊電源產(chǎn)品價(jià)格在2005年下降近20%,為應(yīng)對中低端模塊電源價(jià)格下降帶來的沖擊,他們加強(qiáng)了對高利潤的高端開放式多層板電源、大功率高功率密度鋁基板電源的開發(fā)。<BR><BR> 一些公司開始尋求新的高利潤市場空間,包括開發(fā)一些細(xì)分市場(如軍工、醫(yī)療、工業(yè)等)和高附加值的產(chǎn)品(如高可靠性、高性能產(chǎn)品)!袄,我們現(xiàn)在開始做醫(yī)療電源,這些市場準(zhǔn)入門檻高,可以獲得更高的利潤! 孫永驊說。一些公司也瞄準(zhǔn)了本地新興模塊電源市場,“由于國家政策支持本土技術(shù)的發(fā)展,中國本土模塊電源公司在鐵路和軍工領(lǐng)域有更多機(jī)會!蓖跏棵鞅硎。此外,除了傳統(tǒng)的通信模塊電源市場,基于IP的增值應(yīng)用設(shè)備和新興的無線通信技術(shù)的模塊電源也受到一些公司的關(guān)注,如可視電話應(yīng)用、以太網(wǎng)供電設(shè)備、WiMAX等。<BR><BR> <center>滿足“三高”要求的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)</center><BR><BR> 模塊電源需求持續(xù)向高功率密度、高效率和高電流低電壓方向發(fā)展。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上,目前隔離模塊的設(shè)計(jì)主要還是采用單端反激、單端正激、正反激組合、推挽、橋式變換等傳統(tǒng)的電路拓?fù),非隔離模塊采用BUCK、BOOST等。為了提高效率可以結(jié)合各種軟開關(guān)技術(shù),包括無源無損軟開關(guān)技術(shù)、有源軟開關(guān)技術(shù),如ZVS/ZCS諧振、準(zhǔn)諧振;恒頻零開關(guān)技術(shù);零電壓、零電流轉(zhuǎn)換技術(shù)及同步整流技術(shù);為了提高輸出電流采用多相變換。如何組合、優(yōu)化這些技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高功率密度和高效率是模塊電源設(shè)計(jì)的主要挑戰(zhàn)。以DC-DC模塊電源來說,當(dāng)前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)100W的1/8磚模塊電源,要進(jìn)一步在1/16磚產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)100W的功率以拓展產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域,必須進(jìn)一步提高效率。系統(tǒng)設(shè)備通常留給模塊電源的空間十分有限,有些系統(tǒng)是封閉式腔體,散熱是必須首先需要考慮的問題,提高電源效率、降低熱損耗關(guān)系到模塊電源乃至整個(gè)系統(tǒng)的可靠工作。<BR><BR> “電源的開關(guān)頻率選擇必須很小心,高開關(guān)頻率意味著更高的開關(guān)損耗,另外外部元件選擇、布局布線須合理考慮。”對于模塊電源的熱設(shè)計(jì)喬宗標(biāo)提出了自己的建議!白儔浩鞯慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化減小漏感對降低功率損耗很關(guān)鍵,而前端PFC的電感優(yōu)化設(shè)計(jì)也能有效降低功耗。” 無錫聯(lián)美蘭達(dá)電子有限公司技術(shù)研發(fā)部經(jīng)理黃勤珽表示,在該公司的HWS系列電源中采用類似的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。此外,變壓器磁芯材料的選擇和元器件的小型化都是必須考慮的問題。而模塊電源廠商還必須權(quán)衡高性能元件帶來的性能優(yōu)勢和價(jià)格之間的折中。<BR><BR> 在AC-DC電源模塊方面,傳統(tǒng)的變換結(jié)構(gòu)是交流經(jīng)PFC前端電路變換到380V直流,再經(jīng)DC-DC變換到所需的電壓,如48V。“如何通過一階變換直接得到48V電壓是一個(gè)研究的方向。”黃勤珽認(rèn)為。電盛蘭達(dá)(Densei-Lambda)公司已經(jīng)在開始這方面的研發(fā),并已經(jīng)獲得一定成功!暗玫降男屎凸β室蛩剡不錯(cuò),但是響應(yīng)速度、紋波還有待改進(jìn),輸出保留時(shí)間問題還需要解決!秉S勤珽表示。<BR><BR> 隨著RoHS標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行日期臨近,最近一些國際領(lǐng)先的模塊電源公司在推出新產(chǎn)品時(shí),都強(qiáng)調(diào)其產(chǎn)品滿足RoHS標(biāo)準(zhǔn)。而該標(biāo)準(zhǔn)對于并沒有多少基礎(chǔ)的國內(nèi)模塊電源公司來說更具挑戰(zhàn)性,須要對工藝、材料和元件采購進(jìn)行重新審視,同時(shí)對價(jià)格、產(chǎn)品可靠性保證和驗(yàn)證帶來新的要求。 <BR><BR> <b>數(shù)字模塊電源即將走出實(shí)驗(yàn)室</b><BR><BR> 此外,數(shù)字電源技術(shù)的發(fā)展正在推動模塊電源的數(shù)字化發(fā)展趨勢,一些國際領(lǐng)先的模塊電源廠商正在加強(qiáng)此類技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)!皩τ跀(shù)字電源技術(shù),當(dāng)前我們考慮以下三種方案:低價(jià)格、功能少的低成本DC-DC方案;全數(shù)字化、功能齊備的方案;在目前產(chǎn)品上比較快實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化產(chǎn)品方案,用微處理器優(yōu)化電源設(shè)計(jì)。”黃勤珽道出了電盛蘭達(dá)對于數(shù)字電源技術(shù)的發(fā)展策略。實(shí)際上,對于一些國際領(lǐng)先的模塊電源公司來說,數(shù)字化電源已經(jīng)列入了他們的高端產(chǎn)品名錄中。SynQor公司已經(jīng)推出了采用Microchip公司dsPIC數(shù)字信號處理芯片的數(shù)字化電源模塊產(chǎn)品!安捎肈SP實(shí)現(xiàn)模塊電源的控制可以簡化設(shè)計(jì),方便產(chǎn)品的升級和修改,只需通過修改代碼就可以實(shí)現(xiàn)! SynQor公司應(yīng)用工程師賀懷謙表示。<BR><BR> 而全數(shù)字化的電源模塊絕大部分還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。對于數(shù)字電源的發(fā)展趨勢,大多數(shù)公司都持肯定的態(tài)度,但對于實(shí)際投入?yún)s更多地表示出一種觀望的心態(tài)。孫永驊表示:“大系統(tǒng)設(shè)備公司對于采用新技術(shù)比較謹(jǐn)慎,目前真正Design-in和Design-win的公司多是一些中小公司!倍鴨套跇(biāo)認(rèn)為,數(shù)字技術(shù)在電源模塊的干擾和熱環(huán)境下如何可靠工作還有待時(shí)間驗(yàn)證。王士明則更多地關(guān)注到標(biāo)準(zhǔn)的問題:“數(shù)字電源標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一也是擺在模塊電源廠商面前的一個(gè)難題。” <BR><BR> 電盛蘭達(dá)在數(shù)字電源領(lǐng)域走得比較早,該公司曾成功推出了第一款數(shù)字DC-DC模塊產(chǎn)品,該電源的輸出電壓可數(shù)字化控制,可通過軟件設(shè)置輸出電壓和過電壓檢測值、輸出電壓的上升和下降時(shí)間。“數(shù)字電源最初將以對電壓和電流精度要求高的應(yīng)用為切入點(diǎn),如機(jī)器人、工廠自動化設(shè)備、大型LCD和PDP顯示器等。”黃勤珽表示。事實(shí)上,這類應(yīng)用不僅對性能要求高,其本身的高價(jià)格對成本也不敏感,可以克服數(shù)字電源模塊初期的高成本問題。對于數(shù)字模塊電源,業(yè)界人士普遍認(rèn)為有望在未來3到5年內(nèi)將進(jìn)入批量應(yīng)用。
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