砖式转换器市场波澜不惊,八分之一砖仍占主流

上网时间: 2005年05月19日? 作者:郑卫锋? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:砖式转换器? 标准? DOS?

砖式DC/DC转换器的工作环境越来越恶劣,尽管这些模块产品作为一种通用性产品已经没有太大的发展空间,但供应商仍然在做进一步努力,以充分挖掘这些器件的潜力。目前,市场对于提高功率密度、效率等方面的要求主要集中于小型转换器上,新发布的产品也很少是超过半砖尺寸的转换器。当然,将尺寸缩至最小并非是最迫切的要求,实际上,目前占据市场主流的主要是八分之一砖产品。从技术的层面来看,宽幅和窄幅输入、调制与非调制输出、无线应用以及与以太网供电(PoE)应用的兼容性成为关注热点。

作为一种技术上成熟的产品,砖式转换器的发展已经因其它一些问题的存在而显得有些失色,比如迟而未决的行业标准问题。迄今业界已经先后成立了三个联盟,以确保各类型砖式产品之间具有更大的兼容性,尤其是使正在推出的十六分之一砖产品标准化,更是产业联盟目前最急迫的一项工作。除此以外,最近在电源转换器领域中发生的一系列并购活动也引人嘱目,如C&D Technology在过去半年内分别收购了Datel和电子制造服务提供商天泓(Celestica)旗下的电源部门。

十六分之一砖产品势头增强

十六分之一砖转换器虽然在刚问世的时候不如八分之一砖产品那样受欢迎,但因其采用了标准的外形尺寸和相关规格,也日渐开始受到市场重视。据悉,目前许多四分之一砖和八分之一砖产品虽然在封装尺寸、引脚上各厂商都基本一致,但在可调节输出脚上各厂商内部定义不一样,导致出现了应用上的兼容性困局。不过由于业界目前还存在两种标准而且迟迟未能统一,十六分之一砖转换器产品至今还没有象八分之一砖产品那样充当分布式电源应用的中心。

目前标准之争主要存在于以泰科电子和SynQor为首的分布式电源开放标准联盟(DOSA)推出的DOSA规格和Power-One提出的共享开放架构(SOAR)标准,后者得到了爱立信、Artesyn和Astec等POLA阵营厂商的支持,其推出的标准被视为DOSA规格的一种补充性解决方案,规定的占位面积是1.3×0.9英寸,并采用了标准八分之一砖和四分之一砖SMT引脚设计习惯。而DOSA目前已经制订出十六分之一砖转换器标准和大电流四分之一砖引脚设计,并于近期先后吸收天泓、台达(Delta)等领先厂商加入该联盟。在新产品方面,泰科电子的十六分之一砖转换器KW010/015/020/025系列采用了DOSA提出的1.3×0.9英寸占位面积,输入电压为36~75V,在1~5V电压上可以提供高达25A的电流。它在满负载(输出电压为3.3V时)情况下的转换效率可以达到91%。在最近举行的慕尼黑上海电子展上,爱立信展示的PKU系列十六分一砖产品的最大输出功率达到50W,最大输出电流为25A。

八分之一砖主导中间总线应用

在八分之一砖转换器领域,目前厂商们在提高产品功率方面取得了令人吃惊的成果。一些厂商重视固定变压率设计的优点,以得到高效率和良好的总体响应。其中有些砖模块目前甚至声称可以用于总线应用。Cherokee International是鼓吹“可用功率”的主要厂商之一,该公司推出了CBE1448G1转换器,占位面积为2.28×0.9英寸,是适用于中间总线的首批八分之一砖产品,在12V时提供完全的14A电流(168W),工作温度高达55°C,这种准调制转换器的效率高达94%。

天泓的前电源部门也表示,它的IBC系列中的EUS是第一款以八分之一砖尺寸提供4:1、5:1和6:1固定变压率的产品,而且具有最佳的降级特点,在96%的效率下输出功率高达240W (目前是八分之一砖的功率基准),可用于计算机和电信应用。Power-One公司也推出了一种类似的产品,它的SQT48T20120总线转换器是一款4:1固定变压率模块,能在70℃的高温下提供210W的输出功率(在200lfm冷却风量配合下)。

NetPower Technologies的EBS模块也具有相对较高的功率,为170W。该公司指出,这种转换器与额定电流相同但未经调制的总线转换器相比,有效功率一般要高出20%。除此以外,其它类似新产品还包括TDK Innoveta的iEB和泰科电子的EUE200。前者是一款4:1固定变压率转换器,采用高度仅为8.5mm的封装,功率高达150W(未经调制),电流最高为15A;后者是一款4:1变压率降压转换器,输出功率为200W,12V满负荷输出效率为95%。

Artesyn公司的产品面向较低功率的应用,它强调严格的调制、高效率、迅速瞬时响应和高功率密度。该公司的Ultra系列提升了八分之一砖的性能,这个系列包括三种款式,功率为100W,输出电压分别为2.5V、3.3V和5V,功率密度超过160W/in3,面向高端电信应用。输入电压对应的输出电压调整度为0.1%,负载调整度为0.2%,其瞬态响应性能表现为:对于2.5V输出、40A转换器,其50~75%负载电流的1A/μs阶跃变化对应的偏差小于90mV,恢复时间小于20μs。

该公司还推出了两款20A的八分之一砖转换器,输出电压分别为1.8和3.3V,均属于其Typhoon系列,据称在24V的输入电压下具有较高的效率。此外,由于强调“真正的功率” (所谓真正功率,是指在温度上升的情况下,在给定的冷却水平上不会导致降级而能够提供的功率)。Artesyn还在其Typhoon系列中推出了五款“Value”产品,目标是在温度达85℃和200lfm冷却风量时,提供全部的可用功率。这些20A和25A的产品,输出电压包括1.2、1.5、1.8、2.5和3.3V,效率可达91%。

Ault公司的八分之一砖可能是最知名的消费类电源产品。该公司的HDE1-75单输出八分之一砖转换器输出电压为1.8、2.5或3.3V,最大输出电流为20A,据称非常适用于空气流动性极低的高温环境,转换效率达到8?%。

集线器应用中的主力――四分之一砖转换器

目前,许多四分之一砖(占位面积为2.3×1.45英寸)产品开始成为越来越繁重的集线器应用中的主力,这些转换器通常接近传统的半砖转换器的性能,这在很大程度上取决于它们的高效率性能,多数产品采用了同步整流,转换效率至少为90%,而且在很多情况下大大高于90%。TDK Innoveta的iQD是一种四分之一砖转换器,输出功率高达300W,电流高达27A。它的效率为95%,在负载变动幅度为最大电流的25%和偏斜率为0.1A/微秒时,瞬态响应时间为50us。天泓则推出了QUS20-NVDR,这款240W的四分之一砖转换器扩展了设计人员的中间总线选择范围,是其QUS20-120的垂直安装版本,具有固定的4:1降压变压率。

Cherokee推出了Apollo 5系列产品,该产品旨在满足消费需求,在温度高达50°C和300lfm风冷条件时提供满幅输出。这种转换器在上述环境下可提供80A电流输出(1.2、1.5和1.8V),相当于电流密度为55A/立方英寸。据该公司介绍,在条件相似的情况下,Apollo5比50A的典型四分之一砖产品的功率高出60%,而且性能明显优于典型的半砖转换器。

C&D Technologies公司的SLC100输入电压为36~75 V,可以提供1~12V的输出电压,电流高达40A。Artesyn公司的四分之一砖转换器包括两款新型开放结构产品,在1.8V或3.3V输出时提供30A的电流,专为28V无线基站而开发。该公司表示,它们的效率高达91%,比与之最接近的同类产品高7%。

SynQor公司在其DualQor系列中推出了一种双输出100W的四分之一砖转换器,独立调制的输出为5V和3.3V。该公司同时还有另外两款四分之一砖产品,其输出电压分别为5V和18V,分别属于其PowerQor Tera(QTA)和Giga(QGA)系列,面向电信应用。18V模块专门用于为ADSL应用中的线驱动器供电,输出功率可达200W,效率为91%,在温度高达55°C时没有降级。针对这种环境的其它模块还包括爱立信PKM-E系列中的首批两款四分之一砖产品,PKM2510EPI和PKM4510EPI在电压为3.3V时的输出电流为15A,输入电压分别为24V和48V。它们均采用无铅焊锡工艺,PCB采用无卤素阻燃剂和非电镀镍金镀层。

有些专业产品采用了三输出四分之一砖的形式,以简化分布式电源架构,如Power-One公司的QNT36ZEDB,该产品面向节省空间的解决方案,提供80W(风冷条件200lfm)的输出功率,每个输出在0.95~5V之间可调,能提供高达12A的电流。此外,还有Vicor公司的中间总线转换器系列,输出电压为3至48V(共九款产品),可以提供100A的电流或600W的功率。这种解决方案基于该公司的电压变换模块(VTM),适合于传统的砖式总线架构。

半砖产品的发展方向

目前的半砖(2.4×2.28英寸)产品在功率方面正在接近以前用于电信应用的四分之三砖的水平,甚至可以取代全砖转换器。例如天泓的HUS42-096是一种460W的半砖转换器,输入/输出电压比例为5:1,据称是业内具有这种特点的首款产品。额定输入电压为48V,可以降至7V至11V,一般认为,这是在分布式电源总线架构中获得最高总体系统效率的最佳电压水平。但是,半砖的灵活性而不是原始功率正在日益受到电信以外的各种应用的关注,无线应用便是其中之一。

Artesyn的新型RFB300/350系列半砖转换器可持续提供高达350W的功率,而不会超出-40℃?100℃的基板温度范围。这种转换器可产生标称12V或28V的直流输出,标准占位面积2.27×2.39英寸,厚度有0.4英寸或0.5英寸可供选择。此系列产品主要面向高性能射频功放和用于紧密、实用性强的设备应用。它们的工作温度范围比较宽,因而适合于户外设备、蜂窝基站设备以及“最后一英里”宽带设备应用。

泰科电子的JHW350系列半砖模块,在28V电压下提供350W的功率,运行效率高达94%。其它面向下一代IP电话和LAN网供电应用的产品包括Power-One公司的HHS04Z52,它可以在52.5V输出电压下提供高达3.8A的电流,满足IEEE802.3af标准。SynQor公司新推出的Tera系列转换器也是类似产品。

此外,Power-One的HNT42YEDB是多输出节省空间型解决方案,输入电压为24V,三输出(1.8、2.5和3.3V)中的每个都可以提供高达14A的电流。它采用两种封装,分别适合通孔安装和SMT工艺。其它面向比较传统的12V中间总线架构的新款半砖模块,包括SynQor公司的BusQor HEA,可以提供360W的调制功率。该转换器输入电压为35~75V,在其多数输入电压范围内的满负载效率为95%。此前,该公司还推出Peta系列半砖模块。

作者:郑卫锋


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