电源产业近况预览
摘要: 直流模块电源在通信领域中广泛应用于交换、传输、接入、无线、数据等通信以及监控设备,迅速推出高质量、高可靠性、低成本的模块电源以提高产品竞争力。按输入输出电压方式来分,中国模块电源市场主要包括DC-DC模块电源市场和AC-DC模块电源市场两部分。与荧光灯的电子镇流器不同,LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为直流电压,并同时完成与LED的电压和电流的匹配。艾默生网络能源推出一系列适用于LED照明系统的高效率电源。戴尔采用AMD 皓龙6100处理器的八节点PowerEdge M915服务器拥有着四路服务器电源效率的世界纪录。近日ORICO推出了两款移动电源产品,型号分别为MP5012和MP2511,为经常外出的数码潮人解决后顾之忧。日本本田公司在洛杉矶汽车展上公布了一款可用家用电源充电的电动汽车“飞度”。费思泰克把电源的软硬件和系统行业解决方案作为自己的一个目标,向世界领先公司看齐,把成为中国电源行业的IBM作为愿景。
关键字: 电源, 通信, 新能源, 电子元件, LED, 艾默生, 戴尔
模块电源以其能适应各种恶劣的工作环境,且使用方便,易于维护等特点,广泛应用于通信、航空、航天、军工、铁路、电力、工控等领域。而电子信息产业、航空航天、新能源等应用领域是国家计划优先鼓励发展的产业,受到国家政策扶持。从模块电源产品的上游行业技术发展来看,随着电子、纳米、生物以及新能源、新材料技术的进步,以及国防和尖端装备的需求,电子元件科技将会继续向小型化、片式化、高集成、高精密,高性能,高可靠性,高抗辐射和低功耗等方向发展。
直流模块电源
直流模块电源在通信领域中广泛应用于交换、传输、接入、无线、数据等通信以及监控设备,迅速推出高质量、高可靠性、低成本的模块电源以提高产品竞争力。为了满足市场对电源性能不断提高的要求,直流模块电源开始向高效率、高功率密度、低压大电流、低噪音、良好的动态特性以及宽输入范围等方向发展,薄型化、模块化、标准化并以积木的方式进行组合的电路拓扑结构得到了日益广泛的应用。
中国模块电源市场的现状
金融危机之后,在经济快速增长的促进下,工业生产和投资出现了爆发式反弹增长现象。2010年,中国模块电源市场的增长率也有较大幅度的提高,市场销售额达31.57亿元,同比增长率为11.5%。按输入输出电压方式来分,中国模块电源市场主要包括DC-DC模块电源市场和AC-DC模块电源市场两部分。其中市场主流产品是DC-DC模块产品,占据了市场90%以上的市场份额。AC-DC模块电源在通信领域很少运用,主要是用在电力、铁路等其他行业监控系统等领域,目前市场规模较小,但发展速度较快。
图1 2010年中国模块电源细分市场 数据来源:赛迪顾问 2011,07
DC-DC电源中主要包括隔离式电源和非隔离式电源。隔离式电源是传统常用产品,其价格远远高于非隔离式电源,因此,目前从市场销售额来看,隔离式电源占据绝对市场主导地位,市场份额超过85%;然而,由于非隔离式电源顺应半导体技术低压大电流的发展趋势,效率较高,发展速度较快,随着用户对配电成本控制的需求越来越高,在电源系统的末端,在用户采用分布式架构的配电方式且配电路数很多或功率较大时,隔离的DC-DC电源产品正在逐步被非隔离的DC-DC产品替代。
2010年中国模块电源市场行业分布 数据来源:赛迪顾问 2011,07
中国模块电源市场的特点
特点一:季节性特点逐步减弱
由于模块电源寿命较长、损坏率较低,因此,模块电源市场大部分来自于行业用户对新设备的采购需求,用于电源折旧更换的部分很少。模块电源生产商直接面对的下游客户是通信及网络设备制造商、航空航天及军工配套企业、铁路电力设备制造商,设备厂商多采用集中采购的模式,如通信及网络设备制造商,以往每年度招投标一次,对模块电源生产企业的产品价格、技术、质量等方面进行比较,选择入围企业。因此模块电源市场随着行业集采的淡旺季具有一定的周期性、季节性,往往三、四季度属于销售旺季。然而,最近两年,我国正在大力推动3G、宽带接入、高速铁路、智能电网、光伏等行业的发展,需求的持续增加带动了模块电源市场供给的持续扩大,行业集采招标会频率加大,每一年或半年就举行一次,模块电源行业的周期性、季节性有所减弱。
特点二:技术集成壁垒较高
模块电源高功率密度、高可靠性、优良的电磁兼容性发展要求,需要一个技术结构完备的人才队伍进行研发和生产,特别是在高端模块电源领域,具有较强的技术集成以及一定的技术壁垒。电源生产企业如果仅掌握一两种技术,而不具备技术集成的综合实力,是无法达到用户特别是高端用户的需求。模块电源关键技术在于:
(1)频率前馈补偿技术:通过调节开关频率,使得功率变换状态趋于更加合理,同时为同步整流提供了良好的驱动条件。
(2)磁集成技术:通过选择合适的电路拓扑,把变压器、电感、谐振电容集成到一个磁芯上。这一工艺属于新兴的大功率混合集成技术和电力电子技术相结合的边缘科学,可以大大提高模块电源的功率密度,降低设计成本,非常适合于低压大电流的应用场合。
(3)有源钳位技术:是利用变压器的电感和寄生在功率开关管上的电容,采用特殊的控制技术,使高频功率开关管工作在准零电压导通的工作模式,大大降低开关功率损耗,提高转换效率。
(4)同步整流技术:利用功率MOS低内阻的特点,采用与原边功率开关管同步驱动的技术,使原边功率开关管与副边的整流管同步开通与关断,降低整流管的导通损耗,替代肖特基整流二极管,非常适合于低电压大电流的应用场合,采用同步整流技术与肖特基二极管整流技术相比,模块的整体效率可以提升6%以上。
(5)数字控制:使用数字信号控制(DSC)技术对电源的闭环反馈实施控制,并形成与外界的数字化通讯接口,采取数字控制技术的模块电源是模块电源行业未来发展的新趋势,目前产品还很少,多数模块电源企业不掌握数字控制的模块电源技术,目前国际、国内市场均没有进入大量应用阶段。
(6)多层板技术:部分高功率密度产品使用超过10层的多层PCB板,优化产品的布线和散热,并最终使模块电源的电磁兼容特性得到优化。
特点三:上下游产业关联性较强
模块电源行业与上游行业的关联性主要体现在成本控制上。上游行业主要包括结构件加工行业和电子元器件行业。近两年,国际金融危机导致电子原材料供应紧张,工业原材料价格上涨,这直接影响到电源行业生产商的生产制造成本控制,利润空间缩小,加大了对规模较小的电源生产商的生存危机,对电源产业的发展造成一定的不利影响。然而,随着全球经济的复苏,原材料供求关系将会得到相应的改善。
下游行业对本行业的发展具有较大的牵引、拉动作用,其需求变化直接影响本行业未来的发展状况。近几年,通信、航天、航空、军工、电力、铁路、新能源等行业受国家政策,行业投资规模持续扩大,进而带动这些行业设备制造商的需求增加,进而将使模块电源行业维持较长时期的景气周期。
图4 模块电源产业链 数据来源:赛迪顾问 2011,07
LED电源
作为一种新的光源,近年来各大公司和研究机构对LED电源和驱动电路的研究方兴未艾。与荧光灯的电子镇流器不同,LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为直流电压,并同时完成与LED的电压和电流的匹配。随着硅集成电路电源电压的直线下降,LED 工作电压越来越多地处于电源输出电压的最佳区间,大多数为低电压 IC 供电的技术也都适用于为LED,特别是大功率 LED供电。再则,LED电源还应能利用低电压IC电源产量逐渐上升带来的规模经济。电源是影响LED光源可靠性和适应性的一个重要组成部分目前我国的市电是220V的交流电,而LED光源属半导体光源,通常是用直流低电压供电,这就要求在这些灯具中或外部设置AC-DC转换电路,以适应LED电流驱动的特征。目前电源选择的途径有开关电源、高频电源、电容降压后整流电源等多种,根据电流稳定性,瞬态过冲以及安全性、可靠性的不同要求作不同选择。
艾默生网络能源推出全新的100W LED 照明电源
艾默生网络能源推出一系列适用于LED照明系统的高效率电源。这系列型号为LDS100的全新LED照明电源产品有25W、70W和100W等三种不同输出功率可供选择,让OEM厂商和安装工程承办商可以根据不同应用的实际要求轻易挑选一款最适用而又品质可靠的电源。LDS100系列100WLED电源有多个不同的产品型号可供选择,其中的H型号适用于120V-277V的交流输入电压,而U型号则适用于100V-240V的交流输入电压。先期推出的型号可输出24V的直流电压和4.1A的直流电流,符合Class2输出的规定,而且还有恒流输出与恒压输出两种模式可供选择,让客户只需采用一款产品便可满足不同LED照明系统的要求,这样有助降低厂商客户的存货水平。恒压模式的工作范围覆盖了空载至满载条件。以LDS100-24-H03这个型号为例,这款产品具备可设置限流功能,其限流值可通过符合IEC60929规定的接口加以设置。换言之,只要利用0至10V的标准信号即可控制输出电流,调控亮度。此外,也可通过可调电阻设置限流值,方便系统设计工程师预设有关数值。所有型号都具备额定值不低于0.9的主动式功率因数校正功能,因此除了符合美国环保署“能源之星”的规定之外,也符合IEC61000-3-2有关C类(ClassC)谐波限制的规定。这系列电源的转换效率也极高,例如,在230V的额定交流输入电压下,效率可高达90%(典型值)。这样高的效率可进一步减低用户的电费支出。若以额定功率工作,这款电源的机壳温度即使下跌至摄氏-40度或上升至摄氏90度,也无需借助散热扇散热,确保电源本身在这样宽广的温度范围内仍能正常工作。此外,这系列电源的机壳也有符合高达IP67防水等级的版本,换言之浸入浅水不会对电源造成损坏,因此最适用于户外的设备和安装于室内但工作环境恶劣的仪器。这系列电源的外型小巧纤薄,大小只有8.5x1.65英寸(215x42mm),厚1.2英寸(30mm),因此可以轻易装设于空间极为有限的新一代LED照明系统之内。该系列电源除了符合CISPR15标准有关电磁干扰的规定之外,也符合美国联邦通信委员会(FCC)第15节(Part15)有关传导噪声的规定,以确保这些电源系统不会出现短路、过压和过热等情况。此外,LDS100系列电源已成功通过测试,证明其抗浪涌干扰能力符合IEC61000-4-5标准有关第3级(Class3)(U型号)和第4级(Class4)(H型号)安装规格的测试规定。LDS100系列电源符合多个产品安全标准的严格规定,其中包括EN61347-2-13和UL8750等有关LED照明系统的产品安全规定。此外,这系列产品也符合CSAC22.2No.107.1和CELVD有关指引的规定。LDS100设计平台具有高度的灵活性,让客户可以按照个别的应用迅速作出相应的设计修订。艾默生网络能源的LDS100系列100WLED电源已有批量供货。
戴尔四路服务器刷新电源效率世界纪录
戴尔采用AMD 皓龙6100处理器的八节点PowerEdge M915服务器拥有着四路服务器电源效率的世界纪录。现在,随着AMD 皓龙6200处理器的发布,M915刷新并保持了这一纪录,将满配刀片机箱(八个刀片服务器)的纪录提高了8%。根据最新提交的纪录,PowerEdge M915在国际权威的SPECpower-ssj2008测试中获得2919 overall ssj_ops/watt(每秒每瓦处理的商业应用性能,是性能功耗比的衡量单位)高分,戴尔继续保持四路领域的最高SPECpower_ssj2008 分值。在11月,戴尔的SPECpower_ssj2008测试 3348 overall ssj_ops/watt的成果已经被提交给www.spec.org。这一分值是由一个M1000e机箱内的16个PowerEdge M610实现的,它不仅是刀片的最高分值,也是两路服务器的最高分值。在最畅销企业硬件之一的两路2U机架式服务器领域,戴尔的PowerEdge R710也是世界纪录的保持者,根据最新公布的分值,在SPECpower_ssj2008测试中PowerEdge R710以3214 overall ssj_ops/watt高分击败HP ProLiant DL380G7。
ORICO推出新款移动电源
近日ORICO推出了两款移动电源产品,型号分别为MP5012和MP2511,为经常外出的数码潮人解决后顾之忧。ORICO的这两款移动电源在外型上大致相同,均采用高容量锂离子聚合物电池设计,配置有电量和工作指示灯并拥有高达500次的充放电循环,其中MP5012的电池规格为3.7V/5000mAh,而MP2511则为3.7V/2500mAh。另外这两款移动电源均可通过PC的USB接口或专用ORICO推出新款移动电源的充电器进行充电,自身亦配置有多种不同接口的供电接线,可为iPhone、iPad或其它智能手机、平板电脑等数码产品进行充电。
本田将于明夏发售可用家用电源充电的“飞度”电动汽车
16日,日本本田公司在洛杉矶汽车展上公布了一款可用家用电源充电的电动汽车“飞度”。该款电动汽车将于2012年夏天在日美两国发售。近年来,电动汽车因其在节能环保方面的优势而备受各界的关注。日本汽车制造商与欧美汽车制造商之间的竞争也随之愈演愈烈。据悉,本田汽车公司虽然于1997年发售了一款电动汽车,但最终因未达到销售预期而被迫退出电动汽车市场。时隔15年后发售的该款“飞度”电动汽车,一次性充满电后可行驶约198公里路程,耗电量也较同类车型要少。美国方面的预售价为3万6625美元(约合人民币23万2245元),日本方面的售价尚未公布。当日,马自达汽车公司的一款搭载有新柴油引擎的SUV“CX-5”车型也在洛杉矶汽车展上亮相。每公升汽油可行驶18.6公里路程。马自达公司社长山内孝在发表主题演讲时表示:“马自达将力争提高驾驶的舒适度,向顾客提供更加优质的环境性能。”
新专利暗示苹果或开发新款电源适配器
美国专利商标局日前公布苹果获得的一项专利,该专利暗示着苹果或在考虑开发一款可以同时为MacBook和iPod/iPhone/iPad充电的电源适配器。该专利名为“Multi-Output Power Supply”。根据苹果的描述,这种适配器可能会很笨重不适合携带外出旅游。
根据专利文件的描述,该电源适配器带有一个直流—直流变换器,这样就能满足不同设备之间对电压的不同要求。同时它还能对电源进行智能控制,保证电压符合充电的设备。充电线含有一个“电源砖”,该电源砖与目前MacBook Pro/MacBook Air使用的相类似。该“电源砖”带有电压转换器,能同时给其他便携设备如iPhone等充电。苹果在2010年就已经提交专利申请文件,直到近日才获得通过。
打造民族品牌-费思泰克:做中国电源行业的IBM
日前,费思泰克销售总监蒋英杰先生在电源网逆变/大功率/ 新能源专题会上表示,费思泰克把电源的软硬件和系统行业解决方案作为自己的一个目标,向世界领先公司看齐,把成为中国电源行业的IBM作为愿景,和广大国内企业一同努力一同成长,共同打造民族品牌民族形象。 他指出,目前国内电源电子行业存在很多仿制、抄板的情况,真正关注研发的企业并不是很多,给仪器仪表行业带来很大的压力,但是泰克产品功能在逐渐完善,但并不被广泛接纳,只能服务高端做外单电源的客户。尽管如此费思泰克一直立足电源行业,做军工品质,他们将坚持自己的信念,坚持走解决方案、服务和功能的道路。在公司的坚定和投资者的信心下,在客户的反馈和产品的不断完善下,执着地沿着电源系统方案供应商走下去,关注客户的个性化解决方案。
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