電源模塊如何走出冬天
電源模塊的薄型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化并以積木的體例進(jìn)行組合的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到了日益廣泛的應(yīng)用。如何敏捷推出高品質(zhì)、高可靠性、低成本的電源模塊以進(jìn)步產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,還需要我們持續(xù)不斷的在電路、物料、生產(chǎn)工藝等多方面的提升突破。
在咱們國(guó)家有電源模塊研發(fā)生產(chǎn)公司大概有上百家甚至幾百家,主要是以小型企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)為主,整體來(lái)說(shuō)競(jìng)爭(zhēng)力不是很大,行業(yè)集中較低,在電源市場(chǎng)能夠排名進(jìn)入前10的開關(guān)電源廠家市場(chǎng)的占有率也是不到60%的,而且大多數(shù)的都是我們熟知的國(guó)際品牌,國(guó)內(nèi)的品牌較少。特別是在中低端的電源模塊市場(chǎng)來(lái)看,這個(gè)行業(yè)基本表現(xiàn)的是完全的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀。在高端的電源市場(chǎng),受對(duì)應(yīng)的技術(shù)、工藝等方面的制約,市場(chǎng)集中度很高,市場(chǎng)的份額也就被領(lǐng)先的國(guó)際品牌公司所占據(jù)。作為中國(guó)企業(yè),要想中低端市場(chǎng)保持有力競(jìng)爭(zhēng),或進(jìn)軍高端市場(chǎng)與國(guó)際品牌刮分市場(chǎng)份額,是每一個(gè)業(yè)界人士都關(guān)注的課題。以下將從多個(gè)側(cè)面淺析DC-DC電源模塊的發(fā)展趨勢(shì),并對(duì)熱點(diǎn)題目進(jìn)行探究。
1、產(chǎn)品思路的變革
如今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng),不再完全是產(chǎn)品品質(zhì)性能的競(jìng)爭(zhēng),已開始向產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的轉(zhuǎn)變,則電路設(shè)計(jì)、物料選型、生產(chǎn)工藝等多方面的不斷創(chuàng)新突破就要放在首要位置,尋求更簡(jiǎn)潔、更新穎、成本更低的方案,如果還是墨守成規(guī),緊隨競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手其后,那只會(huì)利潤(rùn)越來(lái)越低,最終被淘汰出局。且在新形勢(shì)社會(huì)下,已不再完全是大魚吃小魚,更多是快魚吃慢魚的形態(tài)了,如果你發(fā)現(xiàn)一個(gè)新市場(chǎng)不去快速搶占,則很快被對(duì)手搶占先機(jī)讓你變得非常被動(dòng),甚至無(wú)法滲入直接放棄;如果你發(fā)現(xiàn)一個(gè)新電路而不去申請(qǐng)保護(hù),很快你就要面臨重新設(shè)計(jì)方案或花費(fèi)高額使用權(quán)而煩惱。
2、電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
電源模塊的電路方案已越趨于成熟,針對(duì)不同的電源模塊性能需求,所選的電路方案也已基本固定成型,要使產(chǎn)品鶴立雞群,就必須得在設(shè)計(jì)電路上要舍得投入研究突破,如無(wú)損電路、軟開關(guān)、新式電路等,像有一種新式變換器“開關(guān)電容變換器”,省去了磁芯變壓器,產(chǎn)品的體積就可以設(shè)計(jì)得非常小。或者說(shuō),在不失產(chǎn)品性能的前提下,電路還要化繁為簡(jiǎn),降低產(chǎn)品成本,優(yōu)化電路參數(shù),提升性能和可靠性。都說(shuō)產(chǎn)品的品質(zhì)是設(shè)計(jì)出來(lái)的,產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)一定要考慮可生產(chǎn)性,更要滿足可自動(dòng)化生產(chǎn),盡量避免人工的參入,一切人參入的工序都是質(zhì)量無(wú)法保證,成本高昂。
3、電子物料的革新使用
當(dāng)今社會(huì)科技的發(fā)展是日新月異,電子元器件的更新?lián)Q代的時(shí)間越來(lái)越短,時(shí)刻有一些高技術(shù)、小型化、低功耗、高集成低成本的物料踴躍市場(chǎng),讓電源模塊產(chǎn)品可以設(shè)計(jì)得更高功率密度、更高性能品質(zhì),成本亦能更低。例如,當(dāng)前片式阻容元件的主流產(chǎn)品的尺寸是0603型、0402型,正朝著外形尺寸更小的0201型和01005型方向發(fā)展,像106K貼片陶瓷電容已做到0805封裝;SO-8封裝IC的引線綁定工藝改成套裝工藝技術(shù),可設(shè)計(jì)成TSOT23-8更小封裝,功耗低散熱好,功率密度反而提升了2倍以上;和碳化硅二極管(SiC)的極短正向恢復(fù)和反向恢復(fù)時(shí)間、缺少正向恢復(fù)和反向恢復(fù)電荷特性,使得物料更小封裝尺寸,效率更高,產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加緊湊。
4、降壓型的開關(guān)電容變換器拓?fù)?/span>
以及隔離反激式DCDC電源模塊設(shè)計(jì)所用的PWM控制芯片,國(guó)內(nèi)企業(yè)基本還是采用2843或3843等非常成熟普遍的系列芯片,然而這些芯片的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上電源模塊的發(fā)展需求,功能齊全、高功率密度、低成本、高電磁兼容性能是電源模塊的必然發(fā)展趨勢(shì)。所以一些二度集成和封裝等新技術(shù)就油然而生,將一些外圍功能電路全集成在芯片中,甚至包含主功率器件,如斜率補(bǔ)償、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、遠(yuǎn)程控制和開關(guān)管等,構(gòu)成功能完美、外圍器件極少和成本極低的集成芯片或模塊,或是直接購(gòu)置裸芯片,經(jīng)組裝成功能模塊后封裝,焊接于印制板上,然后鍵合。這也是當(dāng)下的研究熱點(diǎn),國(guó)內(nèi)主流企業(yè)和國(guó)際品牌,還有一些IC公司都已投入大量的人力和財(cái)力往這個(gè)方向去設(shè)計(jì)開發(fā)物料。像在小功率方面,現(xiàn)在很多IC公司(如TI)涉足電源行業(yè),他們致力于將小功率電源封裝成IC,然后自己生產(chǎn)、銷售電源模塊,成本則可以做得非常低,這將會(huì)給電源企業(yè)非常大的沖擊,到時(shí)不得不低聲下氣的找IC公司合作,這也許是電源模塊的發(fā)展趨勢(shì)吧。
5、電磁兼容與認(rèn)證要求
目前國(guó)際上已建立了完美的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證系統(tǒng),國(guó)際產(chǎn)品的電磁兼容和安規(guī)認(rèn)證都有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求通過(guò),并作為重要關(guān)鍵性能要求,而我國(guó)產(chǎn)品還沒(méi)開始對(duì)此重視,趨于電磁兼容性能的測(cè)試和安規(guī)認(rèn)證的巨額成本,小企業(yè)無(wú)法承受,中企業(yè)的不舍投入,或者說(shuō)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)客戶端的無(wú)明確要求推動(dòng),導(dǎo)致我國(guó)產(chǎn)品始終無(wú)法與國(guó)際產(chǎn)品媲美,無(wú)法銷售國(guó)外市場(chǎng),因?yàn)殡姶偶嫒輼?biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證是國(guó)外市場(chǎng)的門檻。還好,我國(guó)也逐批宣布了必要通過(guò)電磁兼容認(rèn)證的產(chǎn)品目錄,為民族工業(yè)參與國(guó)際化的競(jìng)爭(zhēng)打下了基礎(chǔ),也將推動(dòng)著電源模塊企業(yè)對(duì)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證的重視和建設(shè)。