分布式電源結(jié)構(gòu)正在被通信系統(tǒng)越來越多地采用。與集中式電源結(jié)構(gòu)相比,廣泛的應(yīng)用給分布式電源帶來了成本上的優(yōu)勢。IC的工作電壓已降到3.3V以下，而處理器變得更加耗電，這些都給分布式電源系統(tǒng)的應(yīng)用帶來了機(jī)遇。

這種應(yīng)用給系統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換設(shè)計帶來了更廣闊的空間。與此同時，DC/DC轉(zhuǎn)換器供應(yīng)商們已經(jīng)開發(fā)出了模塊化、高密度、高效率和低成本的產(chǎn)品，從而使分布式電源應(yīng)用更具吸引力。

由于分布式電源系統(tǒng)使用了48V分布供電總線，它主要被用在中心交換局。而其它通信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品基于成本的原因，一直不愿意放棄使用集中式或捆綁式的電源結(jié)構(gòu)。

集中電源系統(tǒng)使用單個整流器將交流電源轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)所需電壓。“因為該結(jié)構(gòu)使用的元器件少，所以較便宜。”Venture開發(fā)公司的分析師MarkGaboriault說，“在集中供電系統(tǒng)中,系統(tǒng)所需的電壓在前端產(chǎn)生，然后再被輸送到系統(tǒng)用電的各點上。”

與集中式電源相比，分布式電源結(jié)構(gòu)(DPA)采用前端整流器先將交流電轉(zhuǎn)換成分布總線電壓(通常是48V)，然后再通過系統(tǒng)分配給負(fù)載附近的DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，并由DC/DC轉(zhuǎn)換器來提供最終的輸出電壓。

盡管成本略有上升，通信設(shè)備制造商Tellabs公司還是從集中電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)向了分布電源系統(tǒng)。該公司電源工程師TomStamm說：“五年前，所有系統(tǒng)都使用5V電壓。而今天的供電電壓已經(jīng)下降到2.5V和3.3V,這導(dǎo)致電流變大和背板電阻下降，使集中供電方式不能安全而有效地供電。”

泰科公司電源系統(tǒng)和集成工程部的顧問GabeSuranyi認(rèn)為,使用分布式供電結(jié)構(gòu)可以方便地在電源總線上配備一個備用電池，用作長期的電源儲備。

當(dāng)輸入電壓低于3.3V時，集中式電源系統(tǒng)會遇到一些較大的麻煩。為了滿足大電流在分配和傳輸過程中的壓降要求，傳輸載體將會變得龐大而且昂貴。Vicor公司DC/DC產(chǎn)品銷售經(jīng)理BobMarchetti表示，由于阻抗而引起的損耗會帶來其它一些問題，比如效率下降和線路局部發(fā)熱。

“采用3.3V以下的電壓后，已不可能再繼續(xù)使用集中式結(jié)構(gòu)。”Stamm表示，“就算可以勉強(qiáng)做到，也會顯得很笨拙。”同時，集中式電源系統(tǒng)還有其它一些問題，如較大的壓降、電感和噪聲問題。

“當(dāng)電壓和電流通過連線和線路板時，會產(chǎn)生較大的電壓損耗。”Avansys公司的營銷主管BillBalfour說，“所以，需要將DC-DC的轉(zhuǎn)換器安置在靠近使用點的地方。”Avansys是華為公司在美國開設(shè)的一家分公司。

Power-One的產(chǎn)品銷售工程師CharlieSwiontek表示，隨著網(wǎng)絡(luò)、交換機(jī)、路由器和存儲服務(wù)器等電信產(chǎn)品的制造商們開始使用功能更強(qiáng)大、電壓更低的芯片，它們將不得不轉(zhuǎn)向分布式電源系統(tǒng)。他說：“它們將通常需要采用48V的中間電壓，但有時也會采用12V,然后再將其轉(zhuǎn)換成適合芯片使用的電壓。”

“幾年前，阻礙分布供電應(yīng)用的主要原因是成本高和低電壓邏輯器件應(yīng)用緩慢。”Darnell集團(tuán)的分析師LinneBrush說，“但是，低電壓結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)確實為分布供電的應(yīng)用鋪平了道路。”

Brush表示，隨著IC工作電壓不斷下降，DC/DC轉(zhuǎn)換電源將成為主流。“與分布式電源系統(tǒng)的成本相比，AC/DC電源的低效率是不可接受的。這也將推動分布電源的使用。”她說。

Darnell集團(tuán)的預(yù)計，全球DC/DC轉(zhuǎn)換器的銷售將從2000年的31.7億美元，增長到2003年的41.6億美元。

OEM參與電源設(shè)計

今天的電源制造商們正越來越多地就電源結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)解決方案征求客戶的意見。不論是選擇集中式、分布式還是混合式電源結(jié)構(gòu)，供應(yīng)商參與早期的開發(fā)可以節(jié)約開發(fā)成本。

以前，系統(tǒng)設(shè)計人員在設(shè)計階段的末期才考慮電源需求，只要電路板上有足夠空間他們就可以安置電源。SynQor公司銷售經(jīng)理EricOlson說：“但現(xiàn)在情況變了，因為隨著電壓的下降，對電源的要求變得更復(fù)雜了。”

當(dāng)評估結(jié)構(gòu)解決方案時，必須綜合看待性能、成本、靈活性，可升級性和投放市場的時間。主要需要考慮處理器、總線結(jié)構(gòu)和存儲器等設(shè)備的要求，以及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，安裝環(huán)境(PC、電信系統(tǒng)、計算機(jī)房)和系統(tǒng)包裝(卡、機(jī)箱等)。性能和可擴(kuò)展性對大多數(shù)通信和高端計算機(jī)設(shè)備來講是關(guān)鍵因素，這些應(yīng)用加速了市場對DC/DC轉(zhuǎn)換的需求。

Celestica電源系統(tǒng)公司的副總裁兼總經(jīng)理ChristopherStratas說:“客戶建立的系統(tǒng)越來越注重可擴(kuò)展性和靈活性，導(dǎo)致他們采用分布式電源結(jié)構(gòu)。”

“采用固定的集中供電，用戶必須不斷重復(fù)設(shè)計才可獲得靈活性。”Stratas說，“而使用DC/DC轉(zhuǎn)換器，只需插入一個新卡就可以升級電源。”

盡管設(shè)計已經(jīng)得到改善，OEM表示，供應(yīng)商仍需更好地響應(yīng)不斷變化的需求.“大型供應(yīng)商往往不能迅速適應(yīng)客戶的需求或改變其設(shè)計。”Tellabs公司的Stamm說，“大公司在產(chǎn)品投放市場的前三年就開始做市場調(diào)查，但等到產(chǎn)品投放市場時需求可能已發(fā)生了變化。而較小的公司在參與新設(shè)計方面與我們合作非常好。”

Stamm表示，供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)在以下幾個方面改善DC/DC的設(shè)計。包括1500V絕緣、更高的效率、改善故障處置能力、共模噪聲以及電磁感應(yīng)。

分布式電源優(yōu)點顯著

分布式電源的熱交換能力和冗余性為其帶來了相當(dāng)好的可用性。電信系統(tǒng)制造商和因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商需要高可靠性的系統(tǒng)，Power-One的Swiontek說：“我們看到了大量向分布電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，因為該結(jié)構(gòu)可以充分利用隨處可得的48V系統(tǒng)和設(shè)施來支持48V總線。”

Vicor的Marchetti認(rèn)為，容錯能力也是選擇電源的重要考慮因素，因為電源供應(yīng)的故障可導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。但在集中式系統(tǒng)中實現(xiàn)冗余的電源供應(yīng)是昂貴的，因為它需要兩個具備驅(qū)動負(fù)載能力的電源。他說：“采用分布電源，可以通過轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)冗余。也就是說，通過一個額外的DC/DC轉(zhuǎn)換器給負(fù)載供電。”

“與高可靠性和產(chǎn)品較快進(jìn)入市場等優(yōu)勢相比，分布式電源系統(tǒng)的劣勢在于材料成本較高。但在大多數(shù)情況下，沒有其它的選擇。”Marchetti表示，“不論在什么情況下，投放市場的時間、材料成本和開發(fā)費用都是OEM需要考慮的。”

DC/DC模塊的標(biāo)準(zhǔn)化是推動分布式供電結(jié)構(gòu)應(yīng)用的主要動力之一。技術(shù)上的要求是分布電源應(yīng)用的原始推動力，而市場和量產(chǎn)需求則迫使其元器件制造商減少成本，從而使分布式電源更加物美價廉。“只要大公司開始大批量采購分布式電源系統(tǒng)模塊，供應(yīng)商就會設(shè)法降低成本。”Marchetti說。

分布電源也有助于OEM將產(chǎn)品及時投放到市場。Astec美洲公司DC/DC業(yè)務(wù)部的銷售總監(jiān)MarkRice說：“分布電源對產(chǎn)品及時投放市場有很大的好處。因為你有大量可用的前端，通過DC/DC模塊卡用戶可以很快升級而不用改變整個電源結(jié)構(gòu)。”

采用分布式供電的用戶還可以使用相同封裝的大功率電源模塊來替換現(xiàn)有模塊，從而滿足不斷增長的電源需求。這使得系統(tǒng)的修改和升級更加簡便易行。

德州儀器公司負(fù)責(zé)電源供應(yīng)管理的業(yè)務(wù)經(jīng)理RichValley認(rèn)為,分布式電源提供了很大的靈活性，因為OEM可以采購標(biāo)準(zhǔn)的模塊或其修改后產(chǎn)品來滿足特殊要求。他說:“如果使用分布式電源,你可以直接購買模塊來滿足分布電源總線和各負(fù)載的要求。只需要控制主AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，并使之滿足電源總線電壓要求即可。”

“而采用集中式結(jié)構(gòu)時，由于電源的供應(yīng)是固定的，你必須知道整個系統(tǒng)的電源供應(yīng)的具體范圍。”他補(bǔ)充說。DC/DC轉(zhuǎn)換器價格還將下降2~4%

在過去的三年里，盡管制造商將分布式電源的價格下降了30%到40%,但這還是比集中式電源昂貴。“差距已沒有以前那么大。”Astec的Rice說，“標(biāo)準(zhǔn)化的建立給分布式電源帶來了市場競爭力，并推動了量產(chǎn)從而降低了采購成本。另外，性能和投放市場時間上的優(yōu)勢足以彌補(bǔ)成本上的差異。”

雖然集中電源比分布式電源系統(tǒng)更有成本優(yōu)勢，但一些電源制造商相信在大中型系統(tǒng)上使用分布電源會更便宜。泰科的Suranyi認(rèn)為，系統(tǒng)設(shè)計師根據(jù)電源轉(zhuǎn)換的成本來決定設(shè)計方案是一種誤導(dǎo)，因為新的系統(tǒng)更加復(fù)雜。

“我們已經(jīng)可以向電腦制造商證明分布電源不僅能提供更好的性能，同樣也比集中電源系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)。”Suranyi表示，“認(rèn)為集中電源有更高的效率是絕對錯誤的，因為他們沒有從整個系統(tǒng)來看。從成本的角度講，使用集中電源結(jié)構(gòu)對小型系統(tǒng)是比較合算的，但對大中型的系統(tǒng)來說，分布電源就不是那么昂貴了。”

對需要50到60層結(jié)構(gòu)的大型計算機(jī)和通信系統(tǒng)來說，使用分布式電源系統(tǒng)只需要一層背板來提供電源的分配，而轉(zhuǎn)換器的成本在過去四五年內(nèi)已經(jīng)大幅下降。不過對于小型系統(tǒng)，集中電源仍是成本最低的解決方案，因為它只有很少的內(nèi)部連接器件而且電源消耗較低。

隨著市場繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，預(yù)計今年DC/DC轉(zhuǎn)換器的價格還將下降2%到4%。供貨趨于正常

去年元器件供應(yīng)的短缺，同樣也給電源制造商帶來了麻煩，交貨期一度從標(biāo)準(zhǔn)的六到八周延長到了30周。但今年工業(yè)增長的普遍放緩使交貨期開始恢復(fù)正常，例如Astec目前的交貨期為12到18周。

盡管大多數(shù)行業(yè)正忙著處理庫存積壓，DC/DC制造商們對今年市場仍表示樂觀。“雖然業(yè)界正在進(jìn)行庫存調(diào)整,但實際上這只是將增長率從100%減到25%，增長依然是很健康的。”Astec的Rice說。

德州儀器公司負(fù)責(zé)電源供應(yīng)管理的業(yè)務(wù)經(jīng)理RichValley表示：“盡管庫存積壓導(dǎo)致許多客戶推遲了訂單，但是我們相信業(yè)務(wù)會在今年第三和第四季度恢復(fù)。”

“增長幾乎是爆炸式的。在過去六年中，高密度的DC/DC轉(zhuǎn)換器市場增長了將近四倍，平均每年增長24%。”Vicor公司DC/DC轉(zhuǎn)換器營銷經(jīng)理BobMarchetti說。

極好的增長率和對未來增長的預(yù)期，促使DC/DC制造商不斷增加產(chǎn)能，例如泰科去年把產(chǎn)能提高了一倍多。SynQor公司的銷售經(jīng)理EricOlson說：“我們預(yù)計在未來的三年內(nèi)，DC/DC轉(zhuǎn)換器市場會增加到50億至60億美元。”

亞洲供應(yīng)商為獲得北美市場份額而降低了平均銷售價格，這導(dǎo)致整體市場價格下降。以Avansys公司為例，該公司通過三大策略進(jìn)軍美國市場：提供本地庫存、比業(yè)界平均更短的交貨期和比平均價格更低的價格。