電源技術(shù)將滿足未來需求

    核心提示：在功率電子行業(yè)中，嵌入AC/DC電源市場通常是最穩(wěn)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(fā)展的一些其它趨勢：1)更關(guān)注電源效率；2)轉(zhuǎn)向數(shù)字電源。
   
    在功率電子行業(yè)中，嵌入AC/DC電源市場通常是最穩(wěn)定的市場之一。但是，現(xiàn)在有很多應(yīng)用、技術(shù)、商務(wù)與管理趨勢正在對這個大而穩(wěn)定的市場產(chǎn)生共同影響，同時為它帶來機(jī)會與威脅。其中最流行的趨勢是電源瓦數(shù)正在增長，以及更加注重功率效率。

    嵌入AC/DC電源市場

    根據(jù)Darnell集團(tuán)最新發(fā)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(zhuǎn)向更高瓦數(shù)的趨勢由快速增長的應(yīng)用所帶動，包括刀片服務(wù)器、以太網(wǎng)供電（PoE）以及數(shù)據(jù)存儲。

    IBM公司是刀片服務(wù)器市場的領(lǐng)先者，它正試圖通過創(chuàng)建Blade.Org鞏固這一領(lǐng)先地位。Blade.Org是由40多家技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者組成的一個聯(lián)盟，包括IBM、英特爾、Nortel、Force10Networks等，該聯(lián)盟將開發(fā)并推進(jìn)下一代刀片技術(shù)。刀片服務(wù)器正在為AC/DC電源創(chuàng)造各種機(jī)會，預(yù)計它們將從2006年占服務(wù)器電源市場的14%增長到2011年的25%。

    刀片服務(wù)器的供電問題令人關(guān)注，因為它們要求大功率的電源。典型的刀片服務(wù)器設(shè)備在一個機(jī)箱內(nèi)裝有10臺～14臺刀片服務(wù)器。機(jī)箱通常有多達(dá)四臺可熱插拔及n+n冗余的2kW電源。所以，滿裝刀片服務(wù)器的機(jī)架功耗很容易超過20kW。

    要跟上刀片服務(wù)器領(lǐng)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(fā)言者指出，所需的密度改進(jìn)正在到來。兩家公司均認(rèn)為，每立方英寸20W是今天高端服務(wù)器電源的基準(zhǔn)，但到2010年時，由于元器件、電源結(jié)構(gòu)以及熱管理方面的改進(jìn)，功率密度可提高到每立方英寸40W。

    高端服務(wù)器并非是推高瓦數(shù)的唯一應(yīng)用。不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音以及更多Wi-Fi接入點的部署都促進(jìn)了對PoE需求的增長。PoE（標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.3af）可提供高達(dá)每端口15.4W的供電，轉(zhuǎn)化到供電設(shè)備是12.95W可用功率。現(xiàn)在48端口交換機(jī)是很常見的設(shè)備，當(dāng)結(jié)合其它數(shù)據(jù)路由功能時，所需功率超過1kW。鑒于PoE已經(jīng)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(biāo)是開發(fā)一種能將PoE每端口供電提高到至少30W的標(biāo)準(zhǔn)。這樣，相關(guān)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(yīng)用，同時伴隨著分布式電源架構(gòu)，尤其是中間總線架構(gòu)（IBA），它們增加了對機(jī)架安裝AC/DC前端的需求。與此需求相對應(yīng)，近期市場上出現(xiàn)了很多新型前端電源。

    C&D技術(shù)公司的D1U-W-1200-12-HC可以1U的外形提供高達(dá)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(dá)1600W功率。1200W版面向刀片服務(wù)器、工作站、存儲系統(tǒng)以及其它采用12V分布式電源架構(gòu)的應(yīng)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(shù)據(jù)通信市場提供大功率前端電源。Roal剛推出了數(shù)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(shè)備帶有主動電源因數(shù)校正，采用數(shù)字多相控制技術(shù)。另外，用I2C總線或CAN-Bus提供輸出電壓、電流監(jiān)控，以及數(shù)字輸出電壓調(diào)整。Astec Power和Power-One最近也推出了數(shù)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(fā)展的一些其它趨勢：更關(guān)注電源效率；轉(zhuǎn)向數(shù)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(guān)注，預(yù)計AC/DC電源的典型效率將在今后幾年內(nèi)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(jī)構(gòu)都已經(jīng)對外置電源增加了效率要求。監(jiān)管機(jī)構(gòu)用外置AC/DC電源作突破口，因為它基本上是一種獨立的產(chǎn)品。現(xiàn)在這些機(jī)構(gòu)正在將注意力投向嵌入AC/DC電源。

    Energy Star預(yù)計將在2007年1月推出一種針對計算機(jī)的新Energy Star標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽。該規(guī)格適用于服務(wù)器、臺式PC、工作站、臺式機(jī)服務(wù)器以及其它類似應(yīng)用。預(yù)計Energy Star將為各種臺式機(jī)負(fù)載水平設(shè)定80%以上的效率，并為其它系統(tǒng)設(shè)定類似的規(guī)格。其它管理機(jī)構(gòu)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(shù)據(jù)中心的成本都面臨高達(dá)兩位數(shù)的增長，系統(tǒng)OEM商不得不提供更高能效的服務(wù)器、存儲設(shè)備與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。例如，北美數(shù)據(jù)中心的電費正在飛升。高端服務(wù)器的年度平均電費為8760美元，而普通數(shù)據(jù)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(shù)字電源

    在2004年和2005年，“數(shù)字電源”成為功率電子行業(yè)的一個流行的名詞。雖然大多數(shù)數(shù)字電源主要集中在DC/DC轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器市場上，但也能見到更多新型AC/DC前端數(shù)字產(chǎn)品。然而，多數(shù)OEM感興趣的數(shù)字控制并不完全等同于他們接納的數(shù)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(jù)負(fù)載情況實現(xiàn)電源效率曲線最大化。這一目標(biāo)將繼續(xù)推動創(chuàng)新，而今天的數(shù)字AC/DC電源更關(guān)注于輸出電壓的數(shù)字設(shè)置、輸出順序，以及各種監(jiān)控功能等類似的特性。就是說，主流嵌入AC/DC電源的數(shù)字化轉(zhuǎn)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(shù)控電源的轉(zhuǎn)移將有助于穩(wěn)定這個市場的價格。但是，現(xiàn)在的業(yè)務(wù)趨勢則表現(xiàn)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(yīng)用制造商之間的鴻溝將繼續(xù)擴(kuò)大。Delta電子公司是嵌入AC/DC電源市場份額的領(lǐng)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(qū)。在一個總銷售額只有6%增長的行業(yè)中，這些數(shù)字尤其值得關(guān)注。

    Delta公司最大的優(yōu)勢之一是低定價，定價談判經(jīng)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(yè)內(nèi)五個最大企業(yè)之中的三家之間發(fā)生了一些收購案。市場近來進(jìn)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(jié)果很可能會超過Lite-ON技術(shù)公司，從而占據(jù)AC/DC電源市場上亞軍地位。

    專家預(yù)測，AC/DC電源市場上的聯(lián)合趨勢包括主要廠家的兼并、價格下滑，以及轉(zhuǎn)向更高功能和更高效率的電源，它們將在今后數(shù)年內(nèi)為這個未來穩(wěn)定的市場帶來生氣。■