電源技術將滿足未來需求

    核心提示：在功率電子行業中，嵌入AC/DC電源市場通常是最穩定的市場之一，除了越來越多地使用大功率前端電源以外，這些電源還顯示出推動AC/DC電源市場發展的一些其它趨勢：1)更關注電源效率；2)轉向數字電源。
   
    在功率電子行業中，嵌入AC/DC電源市場通常是最穩定的市場之一。但是，現在有很多應用、技術、商務與管理趨勢正在對這個大而穩定的市場產生共同影響，同時為它帶來機會與威脅。其中最流行的趨勢是電源瓦數正在增長，以及更加注重功率效率。

    嵌入AC/DC電源市場

    根據Darnell集團最新發布的AC/DC電源報告，全球嵌入AC/DC電源市場將從2006年的118億美元增長到2011年的148億美元。年度增長率為5.8%。但是，500W以上嵌入AC/DC電源的增長速度是整體市場的兩倍，雖然它的價格下降速度最快。這種轉向更高瓦數的趨勢由快速增長的應用所帶動，包括刀片服務器、以太網供電（PoE）以及數據存儲。

    IBM公司是刀片服務器市場的領先者，它正試圖通過創建Blade.Org鞏固這一領先地位。Blade.Org是由40多家技術領導者組成的一個聯盟，包括IBM、英特爾、Nortel、Force10Networks等，該聯盟將開發并推進下一代刀片技術。刀片服務器正在為AC/DC電源創造各種機會，預計它們將從2006年占服務器電源市場的14%增長到2011年的25%。

    刀片服務器的供電問題令人關注，因為它們要求大功率的電源。典型的刀片服務器設備在一個機箱內裝有10臺～14臺刀片服務器。機箱通常有多達四臺可熱插拔及n+n冗余的2kW電源。所以，滿裝刀片服務器的機架功耗很容易超過20kW。

    要跟上刀片服務器領域電源功率的增長，就必須提高電源的功率密度。在2006實用功率電子研討會上，來自Delta電子與Astec Power公司的發言者指出，所需的密度改進正在到來。兩家公司均認為，每立方英寸20W是今天高端服務器電源的基準，但到2010年時，由于元器件、電源結構以及熱管理方面的改進，功率密度可提高到每立方英寸40W。

    高端服務器并非是推高瓦數的唯一應用。不斷發展的互聯網協議語音以及更多Wi-Fi接入點的部署都促進了對PoE需求的增長。PoE（標準為IEEE802.3af）可提供高達每端口15.4W的供電，轉化到供電設備是12.95W可用功率。現在48端口交換機是很常見的設備，當結合其它數據路由功能時，所需功率超過1kW。鑒于PoE已經推高了功率級別，一個IEEE工作組正在嘗試提高PoE的功率密度水平。IEEE802.3at亦稱PoE-Plus，其目標是開發一種能將PoE每端口供電提高到至少30W的標準。這樣，相關PoE電源的功率級別將至少翻一番。

    更高功率水平的動向跨越了各種應用，同時伴隨著分布式電源架構，尤其是中間總線架構（IBA），它們增加了對機架安裝AC/DC前端的需求。與此需求相對應，近期市場上出現了很多新型前端電源。

    C&D技術公司的D1U-W-1200-12-HC可以1U的外形提供高達1200W功率，它是該公司1U前端系列電源中的一員，該系列可提供高達1600W功率。1200W版面向刀片服務器、工作站、存儲系統以及其它采用12V分布式電源架構的應用。另外，該電源的典型效率為91%。

    Roal電子公司亦越來越有志于為數據通信市場提供大功率前端電源。Roal剛推出了數控RHPS224前端電源，它可在12V輸出時提供1200W功率，而在48V輸出時提供1500W。該設備帶有主動電源因數校正，采用數字多相控制技術。另外，用I2C總線或CAN-Bus提供輸出電壓、電流監控，以及數字輸出電壓調整。Astec Power和Power-One最近也推出了數控的AC/DC前端電源。

    除了越來越多地使用大功率前端電源以外，這些電源還顯示出推動AC/DC電源市場發展的一些其它趨勢：更關注電源效率；轉向數字電源。

    電源效率

    由于能源價格的猛升以及對溫室氣體排放的日益關注，預計AC/DC電源的典型效率將在今后幾年內得到提高。從管理的立場上，Energy Star、加州能源委員會以及全球的其它機構都已經對外置電源增加了效率要求。監管機構用外置AC/DC電源作突破口，因為它基本上是一種獨立的產品。現在這些機構正在將注意力投向嵌入AC/DC電源。

    Energy Star預計將在2007年1月推出一種針對計算機的新Energy Star標準標簽。該規格適用于服務器、臺式PC、工作站、臺式機服務器以及其它類似應用。預計Energy Star將為各種臺式機負載水平設定80%以上的效率，并為其它系統設定類似的規格。其它管理機構也會跟上。

    即使沒有管理問題，效率也正在成為一個日益重要的因素。由于全球能源價格的上漲，很多數據中心的成本都面臨高達兩位數的增長，系統OEM商不得不提供更高能效的服務器、存儲設備與數據通信系統。例如，北美數據中心的電費正在飛升。高端服務器的年度平均電費為8760美元，而普通數據中心的電費在2005年上升了20%以上。另外，電源效率的提高可能有助于減緩向液冷方式遷移的需求。

    數字電源

    在2004年和2005年，“數字電源”成為功率電子行業的一個流行的名詞。雖然大多數數字電源主要集中在DC/DC轉換器和穩壓器市場上，但也能見到更多新型AC/DC前端數字產品。然而，多數OEM感興趣的數字控制并不完全等同于他們接納的數字控制。隨著效率成為日益重要的因素，最有價值的做法是根據負載情況實現電源效率曲線最大化。這一目標將繼續推動創新，而今天的數字AC/DC電源更關注于輸出電壓的數字設置、輸出順序，以及各種監控功能等類似的特性。就是說，主流嵌入AC/DC電源的數字化轉換仍處于初始階段。AC/DC電源市場上很多人希望向更高效率和數控電源的轉移將有助于穩定這個市場的價格。但是，現在的業務趨勢則表現出相反的跡象。

    大批量、低利潤市場

    在大批量、低利潤AC/DC電源制造商與小批量應用制造商之間的鴻溝將繼續擴大。Delta電子公司是嵌入AC/DC電源市場份額的領先者，亦在大批量、低利潤市場獲得成功，它印證了這一趨勢。2005年間，Delta的總體收入增長了43%，包含嵌入AC/DC電源的部門以大約39%的增長率并駕齊驅。在一個總銷售額只有6%增長的行業中，這些數字尤其值得關注。

    Delta公司最大的優勢之一是低定價，定價談判經常采用材料單（BOM）加價方法。有些OEM商在要求電源制造商明示自己的BOM成本，然后OEM提供一個僅略高于BOM的定價。這種方法使價格更低，更重要的是BOM-Plus定價法使電源制造商幾乎沒有增加利潤的空間。

    競爭激烈的市場

    為了在這個日益激烈的市場中競爭，最近業內五個最大企業之中的三家之間發生了一些收購案。市場近來進入了一個兼并時期，尤其是主要的廠家。Lambda Power在全球市場份額中排名第四，它最近被TDK公司收購，建立了TDK-Lambda。全球市場排名第五位的Artesyn正處于被Emerson電子收購的過程中，后者是全球第三大電源制造商Astec Power的母公司。這一兼并的結果很可能會超過Lite-ON技術公司，從而占據AC/DC電源市場上亞軍地位。

    專家預測，AC/DC電源市場上的聯合趨勢包括主要廠家的兼并、價格下滑，以及轉向更高功能和更高效率的電源，它們將在今后數年內為這個未來穩定的市場帶來生氣。■