未来电源发展的趋势及成功之路(精)
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未来电源发展的趋势及成功之路
展望21世纪,人们即将跨入一个崭新的信息传递、交换及指令的社会,工作、生活方式及至娱乐处于巨大的变革之中。通讯成为人与人交往必不可少的手段。通讯的多样化朝着快速、逼真、节省资源的方向发展。作为硬件环境,个人电脑和服务器将成为通讯网络必备的基本设施,2000年开关电源市场的热点在哪里?仍然在通讯设备,网络建设及计算机领域。产品走势日趋模块化、标准化,并以积木式结构组成分布式供电系统(POWER BUILDING BLOCKS & DISTRIBUTED POWER SYSTEM)。电源供应商将逐步走向产业化、专门化、朝垄断趋势发展。如何生存,并获取成功,是我们认真思考的问题。在这里,我们将与大家共同探讨以下几个问题。
1. 电源市场发展的焦点。
2. 电源技术发展的趋势。
3. 成功之路。
一、电源市场发展的焦点
2000年,资讯系统(INFORMATION SYSTEM )将成为经济增长的焦点。INTERET 网络的开发与建设、移动通讯的突起、多媒体,
有线电视网的继续发展,都以计算机为基础。市场关注的焦点,仍然在通讯及计算机产业。
国内个人电脑市场增长快得惊人,几乎每年翻一翻。服务器、工作站每年需求也有20%的增长,但目前大多数以引进为主。民主
产业如联想、方正、浪潮、海尔、长城等虽然在个人电脑市场已有长足的增长,但电源作为配套器件仍以引进为主。而服务器、工作
站也是从低端刚刚走向市场,预计从2000年起的增长如下表:
年
服务器/工作站用电源总产值(USD )
低端300W ~400W
中端375W ~660W 高端700W ~800W
台数/增长率/总价值
台数/增长率/总价值
台数/增长率/总价值
2000 8.6M
50K/20%/3.5M 30K/15%/3.6M 10K/10%/1.5M
2001 10M
60K/20%/4.2M 34.5K15%/4.1M 11K/15%1.7M
2002 12M
72K/20%/5.0M 41.4K/15%/5.0M 13K/15%/2.0M
注:平均以USD0.2/W计算。
计算机产业的迅速发展,主要依赖于半导体制造商,如INTEL 我们看到处理器、I/O及存贮器的走势为:
-供电电压变得愈来愈低
-产品生命周期变得愈来愈短
-时钟频率越愈来愈高
-体积要求愈来愈小,功率要求愈来愈大
以服务器及工作站而言,我们把它分为高端、中端、低端服务器,电源容量分别为700~800W ,375W ~660W 及300W ~400W 。它们以N+1并联方式构成分布式系统电源。对单体模块的要求集中在效率、功率密度、结构、EMC 及安全验证几方面。发展日趋标准化、模块化和智能化。
移动通讯领域发展势头很猛,民族工业如华为、中兴、大唐、金鹏等正在加紧研制开发、定型,并将打破NOKIA 、MOTOROLA 及ERICSSON 市场垄断的局面。到2002年市场将从5%增到25%。网络建设将保持40%的年增长率。传输、交换特别对于铁路干线的建设,及长话、农话的建设年增长率保持在30%左右。
这些通讯设备对基础电源的要求及分配如下表(以2000年为例)
容量 100~200A 40A~50A 20A~30A 10A
单体需求量 80K 150K 150K 100K
单体平均值 USD1700 USD650 USD320 USD200
总值 USD0.13B USD0.1B USD0.05B USD0.02B
客户对供应商的要求已变成一个综合优化指标,即不但在价格上,更重要的还在于质量、寿命、交货期及售后服务提出更高要求。基础通讯电源及系统仍然会维持20%的增长。但竞争激烈,客户在比价格、比性能、比质量、比组架的灵活性及智能性。
第二代的智能化功率模块,含高效PFC (效率高达97%)高可靠的拓朴结构DC/DC变换器,并由微处理器控制均流、保护、信号监控等,属高性能模块,将取代现有的非成熟、非标准化的产品。该智能模块的结构以N 个10A 、20A 或
40A 的单体灵活组成客户所需的系统。如48V/50A,则可由5个10A 构成,而
48V40A 则可以由4个10A 或2个20A ,或单体40A ,结构分别为1UX4U ,
2UX4U 和3UX4U 。大容量模块如48V/100A,48V/200A并不作为主导产品去发展。
而DC/DC高效、高密度、高性能的模块则以开放式及密封式二种形式并存。开放式发展主要为50W 以下,如10W 、20W 、30W 、40W 等。输出电压则以
5V 、3.3V 、2.8V 、2.0V 、1.5V……低压输出为主导。5V 效率高达91%,输入电压为4:1范围。而工作环境温度可在-40%~+70℃之间工作而无功率下降,并无需加散热器。
密封式则以国际工业标准结构,半砖或砖式。50W 、75W 、100W 及150W 为半砖式结构,200W 、250W 、
300W 及400W 为砖式结构。输出脚位力求与标准电源供应商产品兼容和可替代性。
这些模块都以构成分布式供电系统为主导设计思想,利于通讯,网络及控制设备的使用。
中小输出功率的AC/DC变换器(25W~200W),以低价格、高性能、多种输出组合,利于设计者灵活选择。目前最具有代表性的产品则是路由器上使用的
5V/3.3V及其它输出电压的组合,是网络设计者最佳选择,如:NLP25W ~
NLP150W 系列。
低电压输入,低电压输出的SIP 系列产品,以单列直插式,单层变换器为用户提供低电转换功率,适用于计算机网络、服务器等应用。
另一类低功率TOP SWITCHING 高效率非隔离功率IC 变换器,则以低成本、高效率、小体积的优势占据市场。
二、电源技术发展的趋势
电源技术的发展是一个系统工程。主要的技术平台(TECHNICAL PLATFORM)包括拓扑结构,标准IC 及器件的选取,传统及成熟设计技术的再应