電源設(shè)計(jì)需要很高的專業(yè)技能，因此越來越多的電子設(shè)備制造商開始采用電源模塊來加快設(shè)計(jì)周期，特別是在通信、鐵路、電力系統(tǒng)乃至軍工領(lǐng)域，需求現(xiàn)在越來越旺盛。
通信網(wǎng)絡(luò)基建設(shè)備市場潛力巨大。因應(yīng)市場要求，現(xiàn)代的通信系統(tǒng)，無論是3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、家庭基站、工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器等等，都需要不斷提升數(shù)據(jù)處理量及數(shù)據(jù)處理速度，同時(shí)也需朝向小巧及節(jié)能的大趨勢，因此對電源系統(tǒng)的功率要求及功能也會提升。目前此類工業(yè)級模塊電源的供應(yīng)商主要是SynQor、Vicor、muRata PS村田電源(原C&D)、新雷能等。
Vicor公司亞太區(qū)業(yè)務(wù)總監(jiān)芮健秋 |
在過去的十幾年中，隨著輕巧、緊湊的高頻開關(guān)整流器模塊的出現(xiàn)，直流供電系統(tǒng)的模塊式結(jié)構(gòu)變得非常容易實(shí)現(xiàn)，可方便地組成各種不同功率等級的電源系統(tǒng)，從幾十安培一直到幾千安培或更大。這種模塊式結(jié)構(gòu)除了具有很強(qiáng)的適應(yīng)性外，還有一些很重要的優(yōu)點(diǎn)如：系統(tǒng)初始投資少、擴(kuò)容非常方便、安裝運(yùn)輸方便、冗余方式工作額外投入很少、維護(hù)快捷方便等。目前絕大多數(shù)通信電源廠家均采用模塊化設(shè)計(jì)，并已形成系列化。
在全球的中高檔通信電源市場，主要的發(fā)展方向是提升效率、減少體積、提高功率密度、增加產(chǎn)品的靈活性以配合不同客戶的不同要求。Vicor公司亞太區(qū)業(yè)務(wù)總監(jiān)芮健秋透露，其公司的一些客戶為了提高系統(tǒng)效率，把系統(tǒng)中的電源總線電壓提升到350V或以上，而不是常用的48V或24V。芮健秋表示，將來Vicor公司的新產(chǎn)品也是朝著這些目標(biāo)開發(fā)。
軍用電源模塊對產(chǎn)品規(guī)格要求甚高，國內(nèi)目前提供軍用級模塊電源的供應(yīng)商主要是新雷能、隆盛科技、朝陽電源等。Vicor公司也有部份高規(guī)格產(chǎn)品能達(dá)到軍規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用在某些軍工系統(tǒng)上。
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可靠性是鐵路市場首要考慮因素
與通信行業(yè)類似，鐵道行業(yè)的電源需求趨勢也是要走向模塊化。模塊化方案的好處在于可共用一種或多種同封裝的電源模塊，自行選擇不同輸出電壓的電源模塊來設(shè)計(jì)不同要求的電源系統(tǒng)，從而縮短設(shè)計(jì)周期，便于生產(chǎn)，成本適中。
近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，中國鐵路也進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)代。根據(jù)Frost & Sullivan的預(yù)測，“十二五”期間，中國鐵路的投資將達(dá)到人民幣3.5萬億元以上，到2020年，中國鐵路營運(yùn)里程將達(dá)到12萬公里以上。
作為公共交通工具，涉及到公共交通安全問題，鐵道電源模塊首要考慮的是產(chǎn)品的可靠性，沒經(jīng)過市場驗(yàn)證的產(chǎn)品，市場接受度非常低。目前此類工業(yè)級模塊電源的供應(yīng)商主要是Vicor、MTM Power、POWER-ONE、Lambda、P-duke和4-inc等。
在高鐵系統(tǒng)中，如果電源模塊需要安裝在列車上或安裝在偏遠(yuǎn)的戶外通信/訊號控制系統(tǒng)上，這些電源模塊必須符合某些鐵路標(biāo)準(zhǔn)。Vicor公司亞太區(qū)業(yè)務(wù)總監(jiān)芮健秋介紹，電源模塊必在劇烈震動(dòng)及惡劣的環(huán)境下仍然能夠長期正常運(yùn)作，不容許有任何出錯(cuò)。這些電源模塊無論從開發(fā)到生產(chǎn)線都要非?？煽浚@對電源模塊生產(chǎn)商的技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)工藝是很大的挑戰(zhàn)。芮健秋說，這也因此讓Vicor在高鐵領(lǐng)域的業(yè)務(wù)快速增長。
由于電源模塊安裝在不同系統(tǒng)上，要面對的外在環(huán)境是有所不同的，但最終仍以可靠性最為重要。除此以外，如何把電源模塊組裝成一個(gè)可靠的電源也是很重要，所以電源模塊如能提供容錯(cuò)及冗余等功能，工程師便可輕易地設(shè)計(jì)出高可靠性的電源系統(tǒng)。
例如，在列車牽引/制動(dòng)系統(tǒng)中，絕對不容許發(fā)生任何事故，因?yàn)楹蠊麜浅?yán)重。因此，應(yīng)用在這此系統(tǒng)上的電源必須非?？煽?，而且一般都要有冗余的功能。所以，如果電源模塊能提供冗余的功能以便利實(shí)踐帶冗余電源系統(tǒng)，便會有一定的優(yōu)勢。另一例子，如在列車運(yùn)行控制/監(jiān)測系統(tǒng)上，電源需要很可靠但可靠性沒有如列車牽引/制動(dòng)系統(tǒng)的要求那樣高，如果是在室內(nèi)的系統(tǒng)，相對外在環(huán)境的要求也沒有那樣嚴(yán)格，此時(shí)對電源系統(tǒng)的要求除了可靠性，容易拆除及更換/維修會是另一考慮因素。此外，由于是車載系統(tǒng)，電源模塊的體積及效率也是重要的考慮因素。
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日本地震不影響Vicor供貨
2010年，Vicor公司的電源模塊產(chǎn)品出貨量超過了一百萬片，芮健秋透露，主要批量客戶是在交通運(yùn)輸應(yīng)用、軍工應(yīng)用、工業(yè)設(shè)備及測試儀器。其中，出貨量最大的產(chǎn)品是Maxi/Mini/Micro系列的產(chǎn)品，約占整體出貨量的百份之五十。他進(jìn)一步預(yù)計(jì)，在未來一年市場對Vicor電源模塊仍會有不錯(cuò)的增長。
日本大地震引發(fā)了整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)原材料或組件供應(yīng)的緊張，導(dǎo)致部分產(chǎn)品嚴(yán)重缺貨。“由于高規(guī)格產(chǎn)品的客戶一般都不輕易更改設(shè)計(jì)，所以穩(wěn)定的供貨是很重要的，因此在過去十多年，我們沒有任何高規(guī)格產(chǎn)品線停產(chǎn)?！?芮健秋介紹，Vicor的產(chǎn)品沒有主要原材料或組件是從日本進(jìn)口，在供貨方面也不會有什么問題。他說，Vicor的大部份產(chǎn)品的生產(chǎn)周期是6到8周，個(gè)別小量的樣品定單甚至可以縮短生產(chǎn)周期到3到4周，而目前的需求只使用到總產(chǎn)能的百份之六十到七十，在短期內(nèi)沒有增加產(chǎn)能的需要。
Vicor公司的絕大部份的產(chǎn)品沒有定貨數(shù)量限制，就是一片電源模塊的定單也會接受，這也是其自動(dòng)化生產(chǎn)線所能提供的另一競爭優(yōu)勢。芮健秋介紹，Vicor在中國市場主要通過代理商分銷產(chǎn)品，現(xiàn)在的主要代理商有福基公司、安富利晨興公司及銀威公司。
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