中國(guó)開關(guān)電源市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析
作者:李靖 文章來源: 更新時(shí)間:2004-10-25
一、市場(chǎng)分析
開關(guān)電源的研究開發(fā)和生產(chǎn)是從七十年代興起的,八十年代初中國(guó)也開始了開關(guān)電源的研究工作,現(xiàn)在,開關(guān)電源已經(jīng)在各種整機(jī)產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用,其發(fā)展速度是驚人的.其應(yīng)用領(lǐng)域主要有:
1、郵電通信:作程控交換機(jī).移動(dòng)通信基站電源.
2、計(jì)算機(jī):作為各種PC機(jī).服務(wù)器、工業(yè)控制機(jī)的開關(guān)電源.
3、家用電子產(chǎn)品:目前使用開關(guān)電源的家用電子產(chǎn)品有電視機(jī)、影碟機(jī)等.
4、其它行業(yè):如電力、航天.軍事等領(lǐng)域.
1.1國(guó)際開關(guān)電源市場(chǎng)情況
據(jù)Frost&Saullivan公司的資料顯示,1999年,全球開關(guān)電源市場(chǎng)的規(guī)模從1992年的84億美元猛增至166億美元,平均年增長(zhǎng)率為10%.這是由于作為電源和開關(guān)電源最主要用戶的計(jì)算機(jī)及其外轉(zhuǎn)設(shè)備市場(chǎng)的不斷發(fā)展,以通訊通信業(yè)的異軍突起,促進(jìn)了開關(guān)電源市場(chǎng)的日益增長(zhǎng),使全球開關(guān)電源市場(chǎng)呈現(xiàn)出十分美好的前景.
目前,在計(jì)算機(jī)、電子儀器儀表和通信設(shè)備中應(yīng)用得最多的開關(guān)電源,有AC/DC、DC/DC兩種.到2000年,AC/DC產(chǎn)品所占的市場(chǎng)份額,將從1992年的80%減少為76%,而DC/DC產(chǎn)品所占的市場(chǎng)份額,將從1992年的20%增長(zhǎng)為24de.開關(guān)電源除了主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通信領(lǐng)域之外,還普遍應(yīng)用在通用工業(yè)和消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域.
開關(guān)電源產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是體積小、重量輕、效率高,正在向著模塊化、擴(kuò)大輸出電壓范圍、提高輸人端功率因數(shù)、抗電磁干擾性強(qiáng)以及附加備用電池的方向發(fā)展.在開關(guān)電源領(lǐng)域,正在開展一系列的技術(shù)革新,例如功率系數(shù)的校正、相位調(diào)制、高頻電源、零電壓和零電流轉(zhuǎn)換以及單片式轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器等,所有這些改進(jìn),都使開關(guān)電源的性能和效率大為提高,使其應(yīng)用范圍大大拓寬,尤其在新興的通信領(lǐng)域大有用武之地.
1998年上半年,世界上生產(chǎn)開關(guān)電源的廠商已達(dá)600多家.雖然開關(guān)電源的廠商不少,但是由于業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,目前還沒有哪一家廠商能獨(dú)家壟斷市場(chǎng).
日本和美國(guó)的電子工業(yè)和通信業(yè)很發(fā)達(dá),因此對(duì)開關(guān)電源的需求量非常大.日本約占全球市場(chǎng)的50%;美國(guó)約占29%;歐洲約占11%;亞洲(除日本以外)約占5%.雖然亞洲目前在全球開關(guān)電源市場(chǎng)上所占比例尚小,但是,據(jù)Frost&Sullivan公司預(yù)測(cè),到2000年,由于亞洲通信業(yè)的高速發(fā)展,對(duì)開關(guān)電源的需求也將與日俱增,其需求量在全球市場(chǎng)上的比例將翻一番,上升至10%,并且這個(gè)比例還將在對(duì)世紀(jì)初期繼續(xù)增長(zhǎng),從而成為世界上最有發(fā)展?jié)摿Φ拈_關(guān)電源市場(chǎng)之一.
1.2國(guó)內(nèi)開關(guān)電源市場(chǎng)分析
市場(chǎng)需求量:
1．計(jì)算機(jī)行業(yè)
開關(guān)電源作為計(jì)算機(jī)中的供電系統(tǒng),與計(jì)算機(jī)在數(shù)量上有著1:1的關(guān)系,歷年我國(guó)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)需求情況如下表所示:
年份 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 銷售量 45.0 71.8 115.0 210.0 350.0 420.0 500.0 增長(zhǎng)速度 80% 59.6% 62.2% 82.6% 66.7% 20.0% 19.0%
其中,需要高頻開關(guān)電源產(chǎn)品的筆記本電腦各年銷售情況為:
項(xiàng)目 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 銷售量 1.5 2.8 5.2 10.5 18.0 25.0 30.9 增長(zhǎng)率 86.7 85.7 101.9 71.4 38.9 23.6 占PC市場(chǎng)比例% 3.3 3.9 4.5 5.0 5.1 6.0 6.2 按產(chǎn)值計(jì)算,1999年計(jì)算機(jī)工業(yè)對(duì)開關(guān)電源的需求規(guī)模將達(dá)到5億元,而且今后將以不低于15%的速度增長(zhǎng).
年份 1995 1996 1997 1998 1999 程控交換機(jī)市場(chǎng)容量 1104 1386 2659 3325 4023 程控交換機(jī)年增長(zhǎng)率25.54% 91.85% 25.05% 20.99% 局用交換機(jī)市場(chǎng)容量 749 990 1725 3096 3700 局用機(jī)年增長(zhǎng)率 32.18%74.24% 79.48% 19.51%
2.郵電通信業(yè)
郵電通信業(yè)的快速發(fā)展為開關(guān)電源提供了廣闊的市場(chǎng)空間.通信電源是通信系統(tǒng)的心臟.我國(guó)電信網(wǎng)不斷擴(kuò)大,多種業(yè)務(wù)網(wǎng)建成,對(duì)通信電源需求量很大,要求多種多樣,電源技術(shù)日新月異,電源維護(hù)體制正在發(fā)生變化,不少廠家抓住機(jī)會(huì),順應(yīng)客戶要求,取得了成功.
通信電源系統(tǒng)包括交流高低壓配電、AC/DC開關(guān)電源系統(tǒng),DC/AC逆變器,直流配電系統(tǒng),備用供電系統(tǒng)(包括電池、油機(jī)和UPS),監(jiān)控系統(tǒng)等.其中投資最大的是開關(guān)電源系統(tǒng),它把市電轉(zhuǎn)為電信設(shè)備需要的直流電.
一、電信部門需求的變化
1．市場(chǎng)需求量
我國(guó)的通信網(wǎng)每年要裝近2000萬線交換機(jī)、數(shù)萬端傳輸設(shè)備、數(shù)百萬線接入網(wǎng)設(shè)備、上萬個(gè)移動(dòng)通信基站、數(shù)十萬端口的數(shù)據(jù)通信設(shè)備,需要大量的通信電源,單單開關(guān)電源市場(chǎng)就有18-20億元.
用戶交換機(jī)由于已經(jīng)過了黃金時(shí)期,由于通信技術(shù)的不斷進(jìn)步,正處于一個(gè)緩慢發(fā)展的時(shí)期.每年的市場(chǎng)需求量為300萬線左右.
按照原郵電部的規(guī)劃,1998年新增局用交換機(jī)1700萬門,移動(dòng)電話交換機(jī)1000萬戶,信道60萬個(gè),發(fā)展電話用戶2000萬戶,其中移動(dòng)電話用戶800萬戶,全國(guó)電話普及率達(dá)到9.7%.發(fā)展數(shù)據(jù)通信與多媒體用戶40萬戶.而從實(shí)際執(zhí)行情況看,1999年上半年,局用交換機(jī)產(chǎn)量已達(dá)2362萬線、銷量2268萬線,預(yù)計(jì)產(chǎn)量到年底將達(dá)4023萬線.預(yù)計(jì)到1999年底,用戶程控交換機(jī)總量將達(dá)到2000萬線左右.
按照原郵電部的規(guī)劃,為建設(shè)和完善城鄉(xiāng)本地網(wǎng),到2000年全國(guó)電話交換機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到1.7億(需增容約8500萬門),其中局用交換機(jī)容量達(dá)到1.5億門(需新增7900萬門),用戶交換機(jī)容量達(dá)到2000萬門(需新增月600萬門).2010年全國(guó)電話交換機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到4.2億門(需新增25億門),其中局用電話交換機(jī)容量達(dá)到3.6億門(需新增2.1億門),用戶交換機(jī)容量達(dá)到6000萬門(需新增4000萬門).按現(xiàn)在的發(fā)展速度看,這個(gè)數(shù)字顯然過于保守.需要進(jìn)行一定程度的調(diào)整.
2通信電源系統(tǒng)供電體制和維護(hù)體制的變化
交換系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)、信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、智能網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等對(duì)電源有不同的需要.通信局站的樓層越來越多.我國(guó)目前的集中供電方式已不適應(yīng)這種情況.電信部門為提高效率,要求對(duì)電源無人值守,遠(yuǎn)程監(jiān)控.
技術(shù)進(jìn)步為電源維護(hù)體制的改變創(chuàng)造了條件.高頻開關(guān)電源和免維護(hù)電池則可以放在設(shè)備分,實(shí)現(xiàn)分散供電;采用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)集中維護(hù).目前,我國(guó)正在實(shí)現(xiàn)電源供電體制和維護(hù)體制的變革;
(1)從原來在局站設(shè)立獨(dú)立電源室的集中供電方式,轉(zhuǎn)向?yàn)楦鳂菍?或?yàn)楦鱾€(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)分別供電的分散供電方式.
(2)由原來分散維護(hù),轉(zhuǎn)為集中維護(hù).電信總局要求3-4年內(nèi)完成電源、空調(diào)集中監(jiān)控管理.
3．對(duì)廠家的要求
(1)滿足不同電信網(wǎng)對(duì)電源的要求.例如,移動(dòng)通信基站電源,要求小容量、能無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控、有電池測(cè)試功能、防雷性能好、高可靠性、適應(yīng)惡劣電網(wǎng)等.
(2)提供的設(shè)備有智能接口.
(3)為用戶提供整體方案.由于先進(jìn)技術(shù)的不斷采用供電系統(tǒng)本身的復(fù)雜性、維護(hù)體制的劇烈變化等,要求供應(yīng)商為用戶提供整個(gè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)、維修等方面的技術(shù)支持和培訓(xùn).由于各廠家產(chǎn)品的監(jiān)控控系統(tǒng)不兼容,很多電信部門會(huì)要求整個(gè)供電系統(tǒng)由一個(gè)廠家提供.這就要求廠家對(duì)供電系統(tǒng)各個(gè)方面有全面的知識(shí),健全的產(chǎn)品線,能為電信部門提供整體方案.
二、通信電源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)
1．我國(guó)通信開關(guān)電源市場(chǎng)發(fā)展過程
80年代末我國(guó)的通信電源主要由郵電部武漢電源廠生產(chǎn),郵電部解除電信設(shè)備管制后,國(guó)內(nèi)出現(xiàn)一大批通信電源廠家,目前約有300家.
采用PWM技術(shù)的高頻開關(guān)電源最高效率可達(dá)93%,體積較小,相控電源效率僅60%,高頻開關(guān)電源逐步代替相控電源.
90年初到中期,交換機(jī)裝機(jī)量大增,且都是國(guó)外上一代交換機(jī),耗電量比較大,大容量開關(guān)電源需求量占比例最大.廠家主要關(guān)注48V/100A,200A大整流模塊組成的大中容量開關(guān)電源.開發(fā)、引進(jìn)和合資產(chǎn)品重點(diǎn)是大中容量電源.開始,大功率開關(guān)電源模塊主要靠引進(jìn),以后國(guó)內(nèi)也開發(fā)出大功率開關(guān)電源.國(guó)內(nèi)華為、武漢郵電通信設(shè)備廠和珠海通信電源廠與研究單位合作開發(fā)出了200A和100A電源整流模塊.
隨后交換機(jī)裝機(jī)量增長(zhǎng)平穩(wěn).但新裝交換機(jī)的耗電量很低,例如新的S1240-J系列每萬線耗電量只有176A,而上一代S1240高達(dá)650-700A;國(guó)內(nèi)開發(fā)的交換機(jī),比如華為C&C08每萬線只有100A,這就減少了對(duì)大功率電源的需要.
移動(dòng)通信發(fā)展很快,每年都要裝大量基站.移動(dòng)通信的電源系統(tǒng)比例增大.隨著維護(hù)體制的變化,要求建立動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng),不少廠家在開發(fā)這種產(chǎn)品.
2廠商情況
目前,通信開關(guān)電源主要供應(yīng)商向幾個(gè)大企業(yè)集中,華為通信股份有限公司和武漢洲際通信電源集團(tuán)有限責(zé)任公司就占全國(guó)市場(chǎng)的一半.
以下是主要的通信電源供應(yīng)商,這些企業(yè)有全面的知識(shí)和產(chǎn)品,能為用戶提供整體方案.
(1)武漢洲際通信電源集團(tuán)有限責(zé)任公司.
它是郵電工業(yè)總公司下屬企業(yè),1998年初由郵電部武漢電源廠和武漢郵電通信設(shè)備廠合并而成,前者1997年銷售額為4.097億元,后者在通信開關(guān)電源上為1億元.郵電部武漢電源廠引進(jìn)國(guó)外技術(shù)(其中有澳大利亞整流技術(shù)公司和阿爾卡特公司).武漢郵電通信設(shè)備廠與郵電部設(shè)計(jì)院合作開發(fā)了48/125A整流模塊.該公司產(chǎn)品能滿足各種容量的要求.已與北京郵電大學(xué)合作開發(fā)出動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng).洲際也生產(chǎn)蓄電池.
(2)華為通信股份有限公司
它是華為技術(shù)公司控股的一個(gè)公司.1994年推出小容量電源系統(tǒng),后與國(guó)內(nèi)一研究單位聯(lián)合開發(fā)出48V/220A整流模塊,現(xiàn)已開發(fā)出各種容量整流模塊.1997年華為通信股份有限公司的PS系列通信開關(guān)電源銷售額達(dá)4.5億元,能滿足各類容量要求.它的動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)在全國(guó)20個(gè)省大量投入使用.1998年其電源銷售額達(dá)到10億元.公司采取與國(guó)內(nèi)18家郵電管理局合股的方式進(jìn)行捆綁銷售,在市場(chǎng)上取得了極大的成功,其產(chǎn)品的銷售無一不得益于它的這些電信部門的股東.在資本運(yùn)作方面,華為得到了國(guó)有銀行70億元的買方信貸,不缺乏資金.
(3)中興通信股份有限公司
它是國(guó)內(nèi)著名通信公司之一,1997年各種通信產(chǎn)品銷售額達(dá)13.5億元.中興通訊電源能滿足各種容量電源要求,已開發(fā)出動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng).
(4)亞澳通訊電源有限責(zé)任公司
它是澳大利亞整流技術(shù)公司與電子部十三所及中國(guó)節(jié)能投資公司三家的合資企業(yè),注冊(cè)資本8800萬元.能提供各種容量的開關(guān)電源系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng).在石家莊和北京分別設(shè)立了研究開發(fā)中心和生產(chǎn)基地.
(5)中達(dá)一斯米克電器電子有限公司
它是一個(gè)中外合資企業(yè),能提供各種容量電源系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng).
它很重視移動(dòng)通信基站電源市場(chǎng).
目前,國(guó)內(nèi)開發(fā)的產(chǎn)品市場(chǎng)占有率逐步提高.主要是我國(guó)在開關(guān)電源技術(shù)的研究與開發(fā)方面追了上來,企業(yè)和研究所進(jìn)行了合作,產(chǎn)品適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng).但是愛立信、POWEC和ARGUS公司等的高功率密度、小功率、高可靠性、諧振式開關(guān)電源模塊組成蹬微型電源系統(tǒng)還有優(yōu)勢(shì).
三、通信電源的發(fā)展方向及前景
電信設(shè)備耗電量下降,對(duì)小型和微型開關(guān)電源有更多需求,這些開關(guān)電源與電信設(shè)備放在19英寸機(jī)架內(nèi),為本機(jī)架設(shè)備供電.
開關(guān)電源繼續(xù)向小、輕、高功率密度、高可靠性、高智能發(fā)展,這主要靠新器件和新的變換理論和技術(shù)的發(fā)展.
接入網(wǎng)要由交換局端供電或用戶本地供電,這是通信電源的一個(gè)重要課題.在備用電源上有兩個(gè)重要發(fā)展,都是引進(jìn)航空航天領(lǐng)域的技術(shù).
(1)采用燃料電地做為備用電源.目前采用柴油、汽油、甲醇等碳?xì)浠衔锏纫后w燃料的燃料電池(經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣)適用性較廣.在電信應(yīng)用中,用燃料電池代替柴油發(fā)電機(jī).比起油機(jī),燃料電池?zé)o噪聲、污染少、效率高、重量輕、體積小.因?yàn)橐粩嗵砑尤剂?免維護(hù)性差,不能取代免維護(hù)鉛酸蓄電池.
(2)采用燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī),燃?xì)廨啓C(jī)直接用高溫燃?xì)猱a(chǎn)生高壓驅(qū)動(dòng)葉輪,具有小型、輕量、可靠、效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn).但燃料成本高,可在災(zāi)害通信中使用(比如通信搶險(xiǎn)車)或在超過油機(jī)功率的場(chǎng)合使用.
我國(guó)通信業(yè)發(fā)展迅速,又有比較好的電源技術(shù)人才和研發(fā)機(jī)構(gòu),只要企業(yè)能充分利用這些條件,就能得到好的發(fā)展.
1999年是實(shí)現(xiàn)郵電“九五”計(jì)劃跨世紀(jì)發(fā)展目標(biāo)最關(guān)鍵的一年,隨著中國(guó)電信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的飛速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的日新月異,電信設(shè)備技術(shù)的不斷改進(jìn),中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)者對(duì)電信設(shè)備的需求出現(xiàn)了新的趨勢(shì).就通信電源系統(tǒng)來說,大致有如下幾種趨勢(shì):
1、根據(jù)原郵電部制定的“通信局(站)供電系統(tǒng)總技術(shù)要求(暫行規(guī)定)”、“電信電源維護(hù)規(guī)程”、“通信用高頻開關(guān)整流器通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”、“通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)總技術(shù)要求(暫行規(guī)定)”等有關(guān)規(guī)定,直流基礎(chǔ)電源電壓已統(tǒng)一到48V和24V(僅有少量進(jìn)口移動(dòng)通信基礎(chǔ)電壓為24V,其它基本都統(tǒng)一到48V)且對(duì)電源設(shè)備集中監(jiān)控技術(shù)的智能化維護(hù)管理提出新的要求.中國(guó)郵電電信總局計(jì)劃在3年~4年內(nèi)完成全國(guó)電信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控建設(shè)工作,對(duì)電源監(jiān)控技術(shù)軟件要求甚高,不僅能對(duì)電源系統(tǒng)本身實(shí)行集中監(jiān)控,而且要監(jiān)控到油機(jī)、空調(diào)、電池、地水、煙霧、門禁、航標(biāo)等綜合環(huán)境.現(xiàn)在幾大電源廠商如華為、SWICHTEC(施威特克)、洲際、中達(dá)等都紛紛推出新的電源系統(tǒng)和集中監(jiān)控方案,以適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的要求.
2、隨著中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大和完善,大系統(tǒng)的電源設(shè)備需求較少,而C3、C4電信網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)及接入網(wǎng)對(duì)中小系統(tǒng)電源的需求還是非?？捎^的.據(jù)了解,今后2年~5年內(nèi),中國(guó)電信對(duì)電源的需求量與今年大致持平.
現(xiàn)在中國(guó)各省區(qū)市都在大力發(fā)展電情接入網(wǎng)工程,對(duì)小功率電源的未來需求量甚大,但對(duì)系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)緊湊、高效、靈活.目前,中國(guó)的電源廠商生產(chǎn)的電源產(chǎn)品與要求尚有一定差距,有的是系統(tǒng)技術(shù)不符合要求,有的是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于龐大.而國(guó)外知名的電源廠商如SWICHTEC(施威特克)、澳大利亞COM10等又率先推出了可靠、靈活、高效的最新技術(shù)產(chǎn)品.
中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)發(fā)展極其迅速,1998年8月移動(dòng)電話用戶就已逾2000萬,躍居世界第三位.據(jù)有關(guān)部門預(yù)測(cè),到2000年中國(guó)蜂窩移動(dòng)電話用戶將達(dá)3800萬,普及率約3%;到2005年移動(dòng)電話用戶將達(dá)到1億戶左右,普及率達(dá)到8%左右.隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)的逐漸推廣,移動(dòng)網(wǎng)兩種制式(GSM和CDMA)可能要有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn).盡管這個(gè)工程艱巨,但移動(dòng)用戶需求量的不斷增長(zhǎng)對(duì)電源的需求是無法阻止的,中小型電源系統(tǒng)的需求量還是每年增長(zhǎng),而目占據(jù)全國(guó)電信電源需求量的大部分份額.
3、隨著中國(guó)民族通信電源工業(yè)近十年的發(fā)展,從起步、穩(wěn)定到成長(zhǎng),已取得可喜的成果,華為、洲際、中興、珠江、動(dòng)力源等電源廠商已在中國(guó)電信電源系統(tǒng)需求中占據(jù)重要地位.由于中國(guó)國(guó)情和世界大環(huán)境的影響,電信電源市場(chǎng)將走向“優(yōu)異的質(zhì)量、良好的售后服務(wù)、最優(yōu)惠的價(jià)格”,這將給中外電源廠商帶來極大的影響.對(duì)中國(guó)電源廠商來說,他們的關(guān)鍵問題是質(zhì)量;而對(duì)國(guó)外電源廠商來說,他們的關(guān)鍵問題是價(jià)格.中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)者到底是將質(zhì)量擺在首位,還是將價(jià)格擺在首位,將決定電源廠商的命運(yùn).
3家用電子產(chǎn)品
家用電子產(chǎn)品主要是三類:電視機(jī)、音響產(chǎn)品、錄像機(jī).
近幾年,家用電子產(chǎn)品市場(chǎng)需求穩(wěn)步增長(zhǎng),預(yù)測(cè)今后幾年的增長(zhǎng)速度為10%-15%,其中,電視機(jī)需求緩慢增長(zhǎng),音響產(chǎn)品增長(zhǎng)速度略高,而錄像機(jī)需求逐步減少.
2開關(guān)電源的技術(shù)性能
開關(guān)電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向是高可靠、高穩(wěn)定、低噪聲、抗干擾和實(shí)現(xiàn)模塊化.小型、薄型、輕運(yùn)化.由于電源輕、小、薄的關(guān)鍵是高頻化,因此國(guó)外目前都在致力于同步開發(fā)新型高智能元器件,特別是改善二次整流管的損耗、變壓器電容器小型化,并同時(shí)采用SMT技術(shù)在電路板兩面布置元件以確保開關(guān)電源的輕、小、薄.
高效率.為了使開關(guān)電源較、小、薄,高頻化(開關(guān)頻率達(dá)兆赫級(jí))是必然發(fā)展趨勢(shì).而高頻化又必然使傳統(tǒng)的PWM開關(guān)(屬硬開關(guān))功耗加大,效率降低,噪聲也提高了,達(dá)不到高頻、高效的預(yù)期效益,因此實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通、本電流關(guān)斷的軟開關(guān)技術(shù)將成為開關(guān)電源產(chǎn)品未來的主流.采用軟開關(guān)技術(shù)可使效率達(dá)到85~88%.據(jù)悉,美國(guó)WICOR開關(guān)電源公司設(shè)計(jì)制造了多種ECZ較開關(guān)DC/DC變換器,其最大輸出功率有800W、600W、300W等,相應(yīng)的功率密度為6.2、10、17w/cm3,效率為80~90%;日本NemicLambda公司剛推出一種采用軟開關(guān)技術(shù)的高頻開關(guān)電源模塊RM系列(日本人稱這種技術(shù)為“部分諧振”),開關(guān)頻率為200—300kHz,功率密度為27W/cm3,用同步整流器(即用MOS-FER代替肖特基二級(jí)管)使整個(gè)電路效率提高到90%.
高可靠.開關(guān)電源比連續(xù)工作電源使用的元器件多數(shù)十倍,因此降低了可靠性.從壽命角度出發(fā),電解電容、光耦合器及排風(fēng)扇等器件的壽命決定著電源的壽命.追求壽命的延長(zhǎng)要從設(shè)計(jì)方面著眼,而不是從使用方面著想.美國(guó)一公司通過降低給溫、減少器件的電應(yīng)力、降低運(yùn)行電流等措施使其DC/DC開關(guān)電源系列產(chǎn)品的可靠性大大提高,產(chǎn)品的MTBF高達(dá)100萬小時(shí)以上.
模塊化.無論是AC/DC或是DC/DC或是變換器都是朝模塊化方向發(fā)展.其特點(diǎn)是:可以用模塊電源組成分布式電源系統(tǒng);可以設(shè)計(jì)成N+1冗余電源系統(tǒng),從而提高可行性;可以做成插入式,實(shí)現(xiàn)熱更換,從而在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)能高速更換模塊插件;多臺(tái)模并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)大功率電源系統(tǒng).此外,還可以在電源系統(tǒng)建成后,根據(jù)發(fā)展需要不斷擴(kuò)充容量.
低噪聲.開關(guān)電源的又一缺點(diǎn)是噪聲大,單純追求高頻化,噪聲也隨之增大,采用部分諧振轉(zhuǎn)換回路技術(shù),在原理上既可以高頻化,又可以低噪聲.但諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)也有其難點(diǎn),如很難準(zhǔn)確地控制開關(guān)頻率、諧振時(shí)增大了器件負(fù)荷、場(chǎng)效應(yīng)管的寄生電容易引起短路損耗、元件熱應(yīng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)管等問題難以解決.日本把變壓器設(shè)計(jì)成初次級(jí)分離阻燃密封,自身具備對(duì)體噪聲功能的共模無噪聲隔離變壓器,既節(jié)省了噪聲濾波器,又減少了噪聲.
抗電磁干擾(EMI).當(dāng)開關(guān)電源在高頻下開關(guān)時(shí),其噪聲通過電源線產(chǎn)生對(duì)其它電子設(shè)備的干擾,世界各國(guó)已有抗EMI的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),如美國(guó)的FCC、德國(guó)的VDE等,研究開發(fā)抗EMI的開關(guān)電源日益顯行生要.
電源系統(tǒng)的管理和控制.應(yīng)用微處理器或微機(jī)集中控制與管理,可以及時(shí)反映開關(guān)電源環(huán)境的各種變化,中內(nèi)處理單元實(shí)現(xiàn)智能控制,可自動(dòng)診斷故障、減少維護(hù)工作量,確保正常運(yùn)行.
計(jì)算機(jī)輔助計(jì)(CAD).利用計(jì)算機(jī)對(duì)開關(guān)電源系統(tǒng)、穩(wěn)定性分析、電路仿真、印刷電路板、熱傳導(dǎo)分析、EMI分析以及可靠性等進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)和模擬試驗(yàn),十分有效,是最為快速經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方法.
產(chǎn)品更新加快.目前的開關(guān)電源產(chǎn)品要求輸入電壓通用(適用世界各國(guó)電網(wǎng)電壓規(guī)模)、輸出電壓范圍擴(kuò)大(如計(jì)算機(jī)和工作站需要增加3.3V這一檔電壓、程控需要增加DC150V這一電壓)、輸人端功率因數(shù)進(jìn)一步提高(最有效的方法是加一級(jí)“有源功率因數(shù)校正器APFC”),并具有安全、過壓保護(hù)等功能.