电源及其系统的未来.pptVIP

Designed on Embedded MPU/DSP/MCU Core 基于嵌入式微处理器/数字信号处理器/微控制器核心的设计 Innovative achievements Future 创新成就未来 数字电源是近年来较为热门的技术，也是未来几年内电源及其系统乃至于整个电力电子产业的发展方向。讨论此问题在目前阶段具有一定的前瞻性，如果能及时把握时机也必将在同行业具有创新和主导性优势。 在整个电源数字化大潮还未到来之前，拥有一套成熟且稳定的数字化电源系统必将能快速占据有利的商业优势，并加速推动原本以模拟控制为主的电源系统的最终“灭亡”。 通过分析未来几年内“全球数字电源IC”需求量分析图表，我们不难发现未来电源系统的发展趋势必将是以数字电源为主导的市场。 Primarion公司营销副总载Deepak Savadatti曾指出，到2010年的时候，数字电源市场将具有一定的规模。他引用市场研究机构Darnell Group的数据称，2006年全球数字电源芯片市场为1.69亿美元，预计2010年将达到7.96亿美元，年复合增长率为36.4%。 ??? 数字电源正是为了克服现代电源的复杂性而提出的，它实现了数字和模拟技术的融合，提供了很强的适应性与灵活性，具备直接监视、处理并适应系统条件的能力，能够满足几乎任何电源要求。数字电源还可通过远程诊断以确保持续的系统可靠性，实现故障管理、过电压（流）保护、自动冗余等功能。由于数字电源的集成度很高，系统的复杂性并不随功能的增加而增加过多，外围器件很少，减少了占板面积，简化了设计制造流程。同时，数字电源的自动诊断、调节的能力使调试和维护工作变得轻松。 ??? 到数字电源的完全转换还需要很长时间，因此模拟和数字控制技术将在未来数年内共存。而且，模拟电源经历了多年的发展，技术上已经非常成熟，有许多比较简单、直接的方法来达到低功耗等要求。数字电源技术为电源设计领域注入了新的活力，同时也对电源设计人员提出了更高的要求。如何在传统技术的基础上不断创新，进而设计出满足未来市场需求的电源系统将成为电源设计人员必须面对的新课题。 ??? 随着数字电源技术的不断跟进、市场对数字电源接受度的提高，数字电源在可控因素较多、需要更快实时反应速度、需要管理多个电源、复杂的高性能系统应用中，其优势必将为更多的用户所熟知和应用。 ??? Zilker产品经理Marty Pandola认为：“预计未来三年内，数字电源将出现较大的增长。”他解释说：“数字电源的目标市场主要是服务器和电信设备，他们已经采用了现有模拟电源方案进行设计，虽然他们喜欢数字电源的功能和优势，但不会代替现在已经量产的产品设计。不过，目前他们都在评估数字电源方案，以用于未来的产品设计。 市场研究机构Darnell表示，数字电源管理组件市场将在经历高度成长的同时，面临快速的细分。预计在2009年~2014年，数字电源管理芯片将以平均19.8%的年成长率持续扩张，并在2014年由2009年的50亿颗达到123亿颗，五年内整体成长率约150%。 ? Darnell 资深分析师Linnea Brush表示，数字电源市场在2005年就已经开始细分，且随着时间推进，程度日益剧烈；在早期，该市场主要是以IC类型来区分，而这些年来快速形成一 个细分程度非常高的市场，从网际网络AC-DC、嵌入式AC-DC电源供应器，到DC-DC模块、嵌入式DC-DC转换器、电信整流器、外接DC-DC转换器、照明镇流器、变频器等。 Brush表示，由于产业界对省电议题的重视，让数字电源管理从原本的高性能应用领域，进军主流市场与应用：「数字控制技术目前已在几乎所有应用领域实现，从医疗电源供应器、固态照明到消费性装置。」 但尽管这些先进的电源管理方案诸如自适应控制器、参数预估等精密的控制算法成本已经越来越低、也更容易建置，但数字电源管理技术何时会成为主流，还是未知数。在此之前，包括可用性、标准化、使用寿命等问题也会浮上台面。 此外工程师的想法也是一个关键，他们仍然认为「数字」这个词，意味着该种方案将会产生较模拟技术更多的额外成本。撇开这些不确定因素，Brush为数字电源技术迈向主流的时程，做了一个范围有点宽的预测：约在2015~2018年。 以电晕电源系统为例。目前我们仍然大多处于模拟电路为主电路，部分显示、调压等部分为数字辅助电路或完全为模拟电路的阶段。其弊端自然也是在目前运行过程中显而易见的。 （1）复杂的驱动电路；往往我们无法获得一个与设计完全一致的驱动波形。 （2）因外界温差、气压差导致的器件性能漂移；温度漂移是模拟电子电路的一个显著缺陷，这也局限了它的继续发展，特别是对于目前谐振式电源的需求，模拟器件的性能漂移很可能在不同的环境下直接影响着谐振的性能。