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高性能电源需求强劲,市场前景继续向好

上网日期: 2005年01月01日 ?? 作者: Lakerpu, 蒲文清 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:电源管理? 便携式产品? 显示产品? 电源?

电源管理半导体市场继续向好,飞利浦半导体公司预测数据表明,功率管理控制IC在2004到2008年之间的年复合增长为14%,电源管理器件市场总量在2004年预计达到200亿美元。电源产品中增长快速的是高性能电源,2004年预计增长达到28%,该趋势与高端消费电子产品(包括LCD电视、显示器、投影显示产品等)和便携式产品增长快速的背景相吻合。

多管齐下提高电源性能

高端电子产品的快速发展和更高性能需求促进了电源技术的发展,主要表现在:1. 采用新工艺或新的电源工作模式提高电源效率;2. 更高集成度,包括多组电源输出集成、集成数字控制功能和保护功能等;3. 提高电源设计的灵活性,包括更宽的输入电压范围以及输出可编程设置等;4.先进的封装技术,这些新的封装技术带来更优化的热管理和更小的PCB占位尺寸。

电源管理专用集成电路(PMU)是典型的电源集成方案,通常将多个电源调节器及控制功能集成。然而对该类产品的发展趋势看法存在一些分歧:凌特公司电源业务部副总裁Donald E. Paulus就不看好此类产品,他认为这种方案缺乏灵活性,不能满足市场快速变化的需求;飞利浦亚太区多重市场半导体电源管理行销经理黄光中却肯定了这种产品应用的必然性,并指出飞利浦公司专门成立了PMU部门,目前已经推出了PCF50604等系列方案;安森美半导体公司已经推出了集成7个LDO的PMU产品NPC4115。

将周边器件和必要的保护功能集成的趋势得到共同的认可,其中将电源调节器与MOSFET集成是必然的趋势,包括安森美和飞利浦都可能在2005年推出该类电源方案。凌特公司的一款电源方案所独有的降压-升压(buck-boost)功能就采用了一个调节器与四个MOSFET集成的技术,该类产品可以用于像电压范围在2.7~3.6V的锂电池供电的应用中,实现在全电压输入范围3.3V的稳定输出,并达到90%以上的效率。另外,安森美针对AC-DC应用的产品计划中,还将变压器漏电感考虑到芯片设计中去,在芯片内集成计时器以实现安全保护,同时简化外部设计。图1:LCD电视、PDP等高端显示产品成电源市场增长主力。

此外,数字技术与电源IC集成带来电源设计的更大灵活性。此类技术的应用包括开关电源的开关频率可编程控制以避开一些产品设计中的敏感频段,利用数字技术实现电压监测、提供管理接口以及通过数字总线来设置DC变换器输出等。Intel的ACPI (高级配置电源接口)以及美国国家半导体提出的PowerWise等系统电源管理接口标准均体现了这种趋势,将逐渐得到业界更广泛的接受。

高端显示产品带来电源需求增长

高端显示产品已经成为电源提供商关注的焦点,其中包括LCD电视和显示器、PDP电视、背投和正投。据iSupli数据显示,从2005年到2008年全球显示产品的出货量将达到2亿台,而其中LCD电视、正投和LCD显示器的增长率将分别达到58%、32%和26%。LCD、PDP和投影显示技术替代传统的CRT正在成为事实,这种趋势带来的不仅是显示产品本身的变革,其背后还有电源技术的变化。

黄光中认为,在传统的CRT彩电中,电路板尺寸和散热问题容易解决,而且成本因素敏感,因此线性电源占主导。在LCD等平板显示技术和高端背投和正投产品中则正好相反,这些产品要求电路性能更稳定、PCB占位更小、热特性更好,这促使厂商转向采用高性能电源管理方案。目前,一般的电视待机功耗低于3W,高性能方案更低至0.3W。黄光中表示,尽管相对而言高性能电源方案提高效率的绝对数只有几瓦,但由于减少了周边器件而减小了PCB尺寸、电源本身的功耗降低而简化了散热设计,并因此可以增加电路稳定性,低功耗还能节省元器件的材料成本和散热成本。此外,新方案在集成度上具有明显的优势,由此带来的库存管理成本的节省,尤其是对于大批量产品以及出口市场来说将带来一定的竞争优势。

高端显示产品也对电源的性能提出了更高的要求。PDP电源向显示电路和屏供电,并提供驱动电路的维持电压和扫描电压、控制和接口电路的5V、12V以及15V电压,同时还必须提供针对显示故障的过压、过电流保护以及电源工作时序控制;大屏幕LCD电视背光冷阴极荧光灯(CCFL)的驱动需要小心控制高压高频交流电,以精确控制亮度,同时保证画面稳定。这些应用需求对电源设计工程师提出了新的挑战。

安森美公司的NCP 1653功率因素校正(PFC)芯片和NCP 1230 PWM芯片组合可用于PDP电源,该方案在轻负载时可关掉PFC并进入跳周期模式,有效提高轻载或空载下的效率。该公司针对75W以上应用的PFC芯片采用独有的定频非连续工作模式,使功率因素在任何负载条件下达到0.9以上,适合用于LCD电视和显示器。飞利浦公司针对正投和背投的超高压(UHP)以及CCFL分别推出采用最新TrenchMOS技术的UBA203x驱动器和UBA207x驱动器。这些电源方案将有望成为2005年的主流解决方案。

电源应用出现新亮点

整合了显示功能的个人多媒体播放器对电源市场增长的贡献在业界存在一些分歧:安森美亚太区模拟集成电路产品经理蒋家亮看好这类产品的未来前景,认为此类产品将成为电源市场增长源之一;凌特的Paulus也表示了同样的观点,并计划基于该公司的Buck-boost技术推出相关的电源方案;而黄光中并不看好此类产品的前景,他认为媒体播放器功能将更多地整合到其他产品,如手机中。媒体播放器由于采用了微硬盘和3.5寸左右的彩色显示屏,其功耗问题必然将成为产品设计的关键,高性能电源必然是设计首选。

以太网供电(PoE)技术有望成为通信电源增长亮点,预测到2007年PoE功能芯片年复合增长率将达到55%,2007年将达到4.96亿片。PoE解决方案供应商PowerDsine公司日前宣布,IEEE已成立了一个新的802.3研究组,讨论IEEE PoE 802.3af标准的升级问题,升级后的PoE标准定义了更大功率级别。PoE将在可视电话等多种新兴的以太网终端上得到更多应用,新标准有望带来PoE更具潜力的市场。此外,xDSL调制解调器和无线局域网对电源市场的贡献也呈高速增长趋势,iSuppli预计未来四年年复合增长将分别达到40%和31%。

计算机和数码相机的普及带来了打印机市场快速增长。蒋家亮认为未来打印机将成为新的电源市场增长点,该观点也得到黄光中的认同,他认为一方面打印机本身的价格已能为普通消费者接受,另一方面数码相机和计算机在家庭中的普及带来普通家庭的打印需求增加。由于打印机通常处于待机模式,随着低能耗需求增加未来打印机将趋向采用更高性能的电源方案。

PDA市场继续萎缩,而便携式DVD依然低迷,这两类便携式产品对电源市场的贡献将继续消减。通信设备作为传统的电源市场主力,近年增长缓慢,主要是受到近年通信基础设施投资减少影响。目前通信电源产品库存较大,2005年全球市场增长前景并不乐观,业界冀望3G通信投资能带来新的契机。







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