中小功率模块电源发展趋势课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,中小功率模块电源发展趋势,中小功率模块电源发展趋势中小功率模块电源发展趋势,系统架构趋势,参数性能趋势,行业市场趋势,技术发展趋势,目录,2024/9/16,DC-DC模块电源市场前景预测,20142019,年，,DC-DC,电源市场需求量由,1.5,亿只增长至,2,亿只，年均增幅,6.3%,；,20142019,年，,DC-DC,电源市场容量由,39.03,亿美元增长至,49.65,亿美元，年均增幅,4.9%,；,20142019,年，,DC-DC,电源单位价格由,26,美元降至,24.8,美元，降幅达,5%,。,2024/9/16,DC-DC,电源架构,-,DPAIBACCADBA,原理框图介绍,典型分布式系统（,DPA,）,中间总线架构（,IBA,）,中央控制架构（,CCA,）,动态总线架构（,DBA,）,2024/9/16,DC-DC,电源架构,市场,-,IBA,占比份额最大，与,DPASP,三足鼎力,1419,年,IBA,架构占比份额均为最大，占额由,34%,上升至,36%,；,DPA,架构主要受,IBA,架构影响，占额由,30%,下降至,28%,；,DBA,架构依旧处于发展前期，预测,19,年市场份额占比将达到,2%,，与,CCA,的市场持平；,Spot Powering,其它市场份额占比,32%,（,Spot Powering,其它是我司主要的市场所在）,2024/9/16,SP,架构,其它市场年均增幅,6.3%,，,19,年总需求达,6450,万只；,军工年均增幅,7.2%,，医疗年均增幅,7.6%,，,19,年总计需求达,700,万只；,通信,电脑市场占总比的,56%,，工控市场占比达,34%,；,SP,架构,其它,SP,架构行业市场占比,-,通信,工控,电脑占比均衡,30%,，医疗行业年均增幅,7.2%,2024/9/16,工控行业市场年均增幅,5.4%,，需求量由,14,年的,2490,万只增长至,3230,万只；,其中,IBA,架构占市场总比,25%,，,SP,架构市场占比,67%,；,随着技术发展，,DBA,在工控系统里占比超过,8%,；,在工控行业,DBA,与,CCA,架构市场占有率为,0,工控行业各架构占比,-,SP,占比,67%,，,IBA,占比,25%,2024/9/16,医疗行业,14,年需求量,440,万只，,19,年增长至,630,万只，年均增幅,7.6%,；,SP,架构占总份额的,70%,，,IBA,以及,DPA,架构占总额的,30%,，年均增幅均为,7.6%,；,医疗行业各架构占比,-,SP,占比,70%,，,IBA,占比,20%,，与工控行业架构相似,2024/9/16,军工行业主要分布在,DPA,、,IBA,、,SP,三个架构，,IBA,占总比,40%,居首位；,军工市场需求量由,14,年的,490,万增长至,19,年的,690,万，年均增幅,7.2%,；,军工行业各架构占比,-,IBASP,架构占比,80%,，年均增幅,7.2%,2024/9/16,系统架构趋势,参数性能趋势,行业市场趋势,技术发展趋势,目录,2024/9/16,受,IBA,及,CCA,架构的增长，,48V,输入占,50%,总市场份额；,工控领域以,24V,输入为主，占市场总额,25%,；,12V,输入则集中在电脑行业；,3.3V,输入依旧保持最快的增长速度，年均增幅到,8.7%,；,3.3V5V12V,售价,10,美元，,24V48V,单位价格,40,美元；,270V,输入主要应用在军工以及电脑行业，因高售价的影响，占,5%,的总市场份额；,输入电压与行业,架构的关联较密切；,DC-DC,电源输入电压,-,以,48V12V,为主，,3.3V,输入增长速度快,2024/9/16,输出电压与隔离电压等级相关联，隔离模块主要在通信系统的,CCAIBADPA,架构中；,输出电压有朝低电压的趋势，,1.8V,占,27%,的总份额，,19,年达到,98.5,亿美元；,在,2.5V3.3V5V,输出的范围内，,2.5V,是占比及增长最快的，,19,年将达到,52.2,亿美元；,小于,3.3V,的单位价格在,18,美元左右，,5V,的在,28,美元，,12V,则在,50,美元；,1.2V,以下输入市场份额占比依旧最小,DC-DC,电源输出电压,-,以,1.8V12V,为主，输出电压有朝低发展的趋势,2024/9/16,非隔离型占,52%,总需求量，增长速度与隔离型一致，为,6.3%,；,非隔离型单位价格维持在,10,美元，隔离型则由,14,年的,43,美元降至,19,年的,40,美元；,隔离型占,78%,的总市场容量，,19,年达到,38,亿美元，非隔离型达到,10,亿美元；,DC-DC,隔离与非隔离,-,市场需求量接近，隔离型为非隔离型四倍售价,2024/9/16,12V,输出的市场在,19,年达到,13,亿美元，占总比,34%,，年均增幅,7.1%,，,1.8V,市场的增长导致,5V,输出增长平缓，预测,19,年,1.8V,输出的市场将达到,5.8,亿美元，年均增幅达,4.7%,；,3.3V,和,5V,占,28%,的总市场，,19,年达到,11,亿美元，其中,3.3V,增长速度低于,5V,；,1.2V,以下的市场占比最小，集中在,1339W,；,输出电压与功率大小成正比，所以在,19,年,12V,以上输出将达到,4.6,亿美元,隔离型,DC-DC,电源输出电压布局,-,以,12V5V,为主，,5V,输出市场增速达,6.3%,2024/9/16,非隔离型系列输出电压主要在,5V,以下，其中,1.8V,输出占比最大，达,35%,；,小于,1.2V,输出的占市场总额,22%,，,19,年达到,2.4,亿美元；,5V,以上输出市场占比最小，约,1%,，同时单位售价也保持最低；,输出电压越高，单位售价越低。,3.3V,为分水岭，单位售价在,9,美元；,非隔离型,DC-DC,电源输出电压布局,-,输出电压集中在,3.3V,以下，输出电压越低单位售价越高,2024/9/16,系统架构趋势,参数性能趋势,行业市场趋势,技术发展趋势,目录,2024/9/16,到,19,年市场容量通信占,42%,，工控,16%,，医疗,3%,，军工,4%,，电脑,34%,；,到,19,年市场需求通信占,37%,，工控,25%,，医疗,2%,，军工,14%,，电脑,22%,；,各行业市场份额发展对比图,-,19,年通信,43%,工控,16%,，军工医疗,7%,2024/9/16,工控市场细分对比图,-,仪表市场占比最大，,集中,48V24V12V,输入，单位售价,42,美元,2024/9/16,Transportation:,铁路和交通信号、辅助等。,Industrial Automation and Process Control,:,过程控制设备、机控制器、机器人、工业自动化、,SCADA,系统等等。,Building Automation,:,包括通风加热设备,HVAC,照明控制,安全系统,空调等,Instrumentation:,测试和测量设备、工业传感器、数据采集等设备,四个细分市场,工控总市场为,12.5,亿美元，其中工业自动化及过程设备占,55%,总额；,在智能家居行业年均增幅高达,12.3%,，,19,年市场容量为,4980,万美元；,交通行业年均增幅,3%,，,19,年市场达到,3,亿美元；仪表增幅,2.6%,，,19,年市场达到,2,亿美元；,工控行业各输入电压市场增幅一致,-5.4%,，其中,48V,和,24V,占,70%,的市场份额；,工控各细分市场单位价格差别不大，在,3842,美元之间；,细分市场概况：,工控市场细分对比图,-,仪表市场占比最大，,集中,48V24V12V,输入，单位售价,42,美元,2024/9/16,医疗市场细分对比图,-,CLASS II,市场占比最大，,集中,12V5V,输入，单位售价,19,美元,2024/9/16,Class I:,和病人无接触的设备，如诊断,激光设备；,Class II:,设备有与病人身体接触。包含生理监测,x,射线系统,分析仪,成像设备,PETCTMRI,超声显示器,操作表,Class III:,设备与等心脏接触，如心脏监测器。,Non-Patient Contact:,实验室设备；,四个细分市场,医疗市场年均增幅,5.9%,，,19,年达到,1.1,亿美元；,CLASS III,等级的设备约占,5%,左右的市场份额，其它三个市场份额比较平均；,尽管,3.3V,市场的快速增长，但在未来五年,12V,和,5V,输入仍占,67%,的市场份额；,医疗行业单位价格整体维持在,19,美元，其中实验室设备市场的单位价格由,19,降至,17,美元，,细分市场概况：,医疗市场细分对比图,-,CLASS II,市场占比最大，,集中,12V5V,输入，单位售价,19,美元,2024/9/16,系统架构趋势,参数性能趋势,行业市场趋势,技术发展趋势,目录,2024/9/16,我们如何去识别和判断模块电源的技术趋势,从表面化的客户需求提炼出技术发展的总体方向,小体积？,EMI,性能好？,高效率？,高功率密度！,低价格？,高可靠？,2024/9/16,技术的发展都是为了提高技术系统的理想度,功率密度是衡量模块电源技术水平的最重要指标,理想度,=,有用功能,+,有害功能,成本,高功率密度,2024/9/16,高功率密度,提高模块电源功率密度的主要手段,高频化、高效率、高集成度、数字化,高频化,高效率,软开关,新器件,高集成度,无源器件集成,有源器件集成,集成封装,准谐振,有源箝位,多谐振,宽禁带,GaN,磁集成,埋阻埋容,数字化,让控制更加灵活、精准、响应更快,2024/9/16,为何高频化是模块电源领域一直以来的研究热点,无源元件的体积对模块电源功率密度的影响,无源元件的体积占开关电源总体积的,30%-90%,2024/9/16,为何高频化是模块电源领域一直以来的研究热点,高频化是减小小无源元件体积的重要手段,提高开关频率是减小无源元件体积的最重要手段,2024/9/16,提高开关频率是高功率密度的最重要手段,产品的占板面积和高度都可以一定程度的减小,2024/9/16,提高开关频率是高功率密度的最重要手段,集成电路设计与集成封装技术非常关键,2024/9/16,磁集成仍然是电源技术领域的研究热点之一,最终要把磁元件与有源器件一起集成到硅片上,2024/9/16,数字化控制必然成为模块电源主流,一定程度上也能有助于较小输出滤波电容的体积,2024/9/16,降低开关损耗是提高电源效率的最有效手段,软开关技术已经很成熟，但仍是热点,软开关技术是通过引入谐振工作过程，减小开关管在开通和关断时电压电流的交叠时间 从而大大减小开关管的开通或（和）关断损耗；,2024/9/16,软开关技术的应用,高频化与软开关不可分离,常见的软开关技术,准谐振技术,有源箝位技术,LLC,技术,VHF,谐振变换技术,93.5%,2%,2024/9/16,功率开关的寄生参数产生的损耗不可忽视,损耗与频率关系,随着开关频率的提高，驱动电路的损耗急剧增加；由开关管的寄生电容（含电路中在开关管,DS,间的等效电容）引起的损耗亦急剧增加。,2024/9/16,调频控制策略可以一定程度优化模块电源效率,优化降频可以极大提高轻负载的效率,采用先进的频率控制技术使得开关频率随负载的减小适当降低，可以提高轻负载下的转换效率,2024/9/16,优化降频技术的应用,适合经常在轻负载或空载下运行的应用场合,空载功耗（,mW,）,URB2405YMD-10WR3,URB2405D-10WR2,9,54,180,24,96,264,36,180,288,URB2405YMD-10WR2,URB2405YMD-10WR3,2024/9/16,器件水平的进步对电源技术的发展起决定性作用,GaN,必然成为未来的主流,2024/9/16,150KHz,3.3MHz,高频化,软开关,有源器件集成,磁集成,无源器件集成集成封装,功率密度再提升,1,倍,功率密度提升,1,倍,紧靠单一技术手段难以达到理想的效果,多种手段同时使用，会有意想不到的效果,2024/9/16,客户不断变化的新需求才是趋势的唯一决定因素,金升阳创新理念：基于客户需求创新,任何技术系统的进化都有其内在的规律，技术的发展趋势也是一定的，就看谁来做，谁先做，谁先做出来；,当然任何技术系统进化规律作用的结果首先体现在用户对使用体验的要求上，也就是客户需求；,所以，我们的电源要做成什么样？会做成什么样？不是由我们来决定的，而是由我们的客户决定的！,2024/9/16,THANKS!,感谢聆听，请多指教,谢谢,