隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，進(jìn)入80年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，進(jìn)入90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源，促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。現(xiàn)在，數(shù)字電視、LED、IT、安防、高鐵、智能工廠等新興領(lǐng)域的智能化應(yīng)用也將大大推進(jìn)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的發(fā)展。
開(kāi)關(guān)電源模塊是新一代的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品，主要應(yīng)用于民用、工業(yè)和軍用等眾多領(lǐng)域，包括交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車(chē)電子、航空航天等。由于采用模塊組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級(jí)容易等特點(diǎn)，模塊電源的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣，模塊電源的增幅已經(jīng)超出了一次電源。
2014年，消費(fèi)類(lèi)電子、通信設(shè)備、工業(yè)應(yīng)用、軍工和安防領(lǐng)域?qū)⒊砷_(kāi)關(guān)電源五大主力市場(chǎng)，推動(dòng)開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)快速發(fā)展。而2014年的開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)也呈現(xiàn)出四大特點(diǎn)。
一、功率密度沒(méi)有最高只有更高
隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開(kāi)關(guān)的大量使用，模塊電源功率密度越來(lái)越大，轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越簡(jiǎn)單。目前的新型轉(zhuǎn)換及封裝技術(shù)可使電源的功率密度超過(guò)(50W/cm3)，比傳統(tǒng)的電源功率密度增大不止一倍，效率可超過(guò)90%。如Vicor公司近期宣布推出首個(gè)ChiP(ConverterhousedinPackage)平臺(tái)功率器件模塊。這款新的ChiP總線轉(zhuǎn)換器模塊(BCM)，可在48V輸出提供功率高達(dá)1.2kW，峰值效率98%，功率密度達(dá)1，880W/in3(115W/cm3)。突破性的性能，較目前市場(chǎng)上供應(yīng)的同類(lèi)型轉(zhuǎn)換器功率密度高4倍，讓數(shù)據(jù)中心、電信和工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域構(gòu)建有效的高壓直流配電基礎(chǔ)設(shè)施。
二、低壓大電流
隨著微處理器工作電壓的下降，模塊電源輸出電壓亦從以前的5V降到了現(xiàn)在的3.3V甚至1.8V，業(yè)界預(yù)測(cè)，電源輸出電壓還將降到1.0V以下。與此同時(shí)，集成電路所需的電流增加，要求電源提供較大的負(fù)載輸出能力。對(duì)于1V/100A的模塊電源，有效負(fù)載相當(dāng)于0.01Ω，傳統(tǒng)技術(shù)難以勝任如此高難度的設(shè)計(jì)要求。在10mΩ負(fù)載的情況下，通往負(fù)載路徑上的每mΩ電阻都會(huì)使效率下降10%，印制電路板的導(dǎo)線電阻、電感器的串聯(lián)電阻、MOSFET的導(dǎo)通電阻及MOSFET的管芯接線等對(duì)效率都有影響。
三、數(shù)字控制技術(shù)大量采用
使用數(shù)字信號(hào)控制(DSC)技術(shù)對(duì)電源的閉環(huán)反饋實(shí)施控制，并形成與外界的數(shù)字化通訊接口，采取數(shù)字控制技術(shù)的模塊電源是模塊電源行業(yè)未來(lái)發(fā)展的新趨勢(shì)，目前產(chǎn)品還很少，多數(shù)模塊電源企業(yè)不掌握數(shù)字控制的模塊電源技術(shù)，國(guó)際整流器公司(IR)亞太區(qū)銷(xiāo)售副總裁潘大偉認(rèn)為從業(yè)界發(fā)展來(lái)看，在眾多應(yīng)用中，提升能效的要求將在未來(lái)一年里推動(dòng)電源管理IC的需求。數(shù)字電源管理經(jīng)歷了數(shù)年的緩慢發(fā)展后，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。未來(lái)10年里，對(duì)于能效產(chǎn)品的重點(diǎn)研究將有望推動(dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用采納數(shù)字電源管理。
四、智能功率模塊開(kāi)始走熱
智能功率模塊(IPMIntelligentPowerModule)不僅把功率開(kāi)關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起。而且還內(nèi)藏有過(guò)電壓，過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng)，也可以保證IPM自身不受損壞。IPM一般使用IGBT作為功率開(kāi)關(guān)元件，內(nèi)藏電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路的集成結(jié)構(gòu)。IPM以其高可靠性，使用方便贏得越來(lái)越大的市場(chǎng)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器和各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機(jī)械，電力牽引，伺服驅(qū)動(dòng)，變頻家電的一種非常理想的電力電子器件。
2014年，隨著IC不斷提升集成度和智能化以及業(yè)界也爭(zhēng)相提供更高功率密度的封裝，如SO8FL、μ8FL、PhaseFET、雙MOSFET封裝等，智能功率模塊也將獲得大的發(fā)展，目前IR、安森美、凌力爾特等公司都有布局。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示從2004年至2010年每年全球開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)銷(xiāo)售額平均保持了15%左右的幅度增長(zhǎng)，據(jù)中國(guó)電源學(xué)會(huì)及ICTresearch預(yù)測(cè)，2015年中國(guó)電源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到2156億元，開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)值將達(dá)到1875億元。2011-2015年年均復(fù)合增長(zhǎng)13.39%！開(kāi)源電源市場(chǎng)雖然前景誘人，但目前高端市場(chǎng)主要為國(guó)際品牌掌握，本土品牌需要在產(chǎn)品細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、可靠性方面繼續(xù)加強(qiáng)，方能掘金這個(gè)大市場(chǎng)。
