分布式電源結(jié)構(gòu)正在被通信系統(tǒng)越來(lái)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(lái)了成本上的優(yōu)勢(shì)。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(lái)了機(jī)遇。

這種應(yīng)用給系統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)帶來(lái)了更廣闊的空間。與此同時(shí)，DC/DC轉(zhuǎn)換器供應(yīng)商們已經(jīng)開(kāi)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(gè)整流器將交流電源轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)所需電壓。“因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)使用的元器件少，所以較便宜。”Venture開(kāi)發(fā)公司的分析師MarkGaboriault說(shuō)，“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(diǎn)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(guò)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(lái)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(shuō)：“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(wèn)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(gè)備用電池，用作長(zhǎng)期的電源儲(chǔ)備。

當(dāng)輸入電壓低于3.3V時(shí)，集中式電源系統(tǒng)會(huì)遇到一些較大的麻煩。為了滿(mǎn)足大電流在分配和傳輸過(guò)程中的壓降要求，傳輸載體將會(huì)變得龐大而且昂貴。Vicor公司DC/DC產(chǎn)品銷(xiāo)售經(jīng)理BobMarchetti表示，由于阻抗而引起的損耗會(huì)帶來(lái)其它一些問(wèn)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(huì)顯得很笨拙。”同時(shí)，集中式電源系統(tǒng)還有其它一些問(wèn)題，如較大的壓降、電感和噪聲問(wèn)題。

“當(dāng)電壓和電流通過(guò)連線和線路板時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的電壓損耗。”Avansys公司的營(yíng)銷(xiāo)主管BillBalfour說(shuō)，“所以，需要將DC-DC的轉(zhuǎn)換器安置在靠近使用點(diǎn)的地方。”Avansys是華為公司在美國(guó)開(kāi)設(shè)的一家分公司。

Power-One的產(chǎn)品銷(xiāo)售工程師CharlieSwiontek表示，隨著網(wǎng)絡(luò)、交換機(jī)、路由器和存儲(chǔ)服務(wù)器等電信產(chǎn)品的制造商們開(kāi)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(shuō)：“它們將通常需要采用48V的中間電壓，但有時(shí)也會(huì)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(shuō)，“但是，低電壓結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)確實(shí)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(dòng)分布電源的使用。”她說(shuō)。

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

OEM參與電源設(shè)計(jì)

今天的電源制造商們正越來(lái)越多地就電源結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)解決方案征求客戶(hù)的意見(jiàn)。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(kāi)發(fā)可以節(jié)約開(kāi)發(fā)成本。

以前，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)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(xiāo)售經(jīng)理EricOlson說(shuō)：“但現(xiàn)在情況變了，因?yàn)殡S著電壓的下降，對(duì)電源的要求變得更復(fù)雜了。”

當(dāng)評(píng)估結(jié)構(gòu)解決方案時(shí)，必須綜合看待性能、成本、靈活性，可升級(jí)性和投放市場(chǎng)的時(shí)間。主要需要考慮處理器、總線結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)房)和系統(tǒng)包裝(卡、機(jī)箱等)。性能和可擴(kuò)展性對(duì)大多數(shù)通信和高端計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)講是關(guān)鍵因素，這些應(yīng)用加速了市場(chǎng)對(duì)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(shuō):“客戶(hù)建立的系統(tǒng)越來(lái)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(hù)必須不斷重復(fù)設(shè)計(jì)才可獲得靈活性。”Stratas說(shuō)，“而使用DC/DC轉(zhuǎn)換器，只需插入一個(gè)新卡就可以升級(jí)電源。”

盡管設(shè)計(jì)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(hù)的需求或改變其設(shè)計(jì)。”Tellabs公司的Stamm說(shuō)，“大公司在產(chǎn)品投放市場(chǎng)的前三年就開(kāi)始做市場(chǎng)調(diào)查，但等到產(chǎn)品投放市場(chǎng)時(shí)需求可能已發(fā)生了變化。而較小的公司在參與新設(shè)計(jì)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(gè)方面改善DC/DC的設(shè)計(jì)。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(diǎn)顯著

分布式電源的熱交換能力和冗余性為其帶來(lái)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(shuō)：“我們看到了大量向分布電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)可以充分利用隨處可得的48V系統(tǒng)和設(shè)施來(lái)支持48V總線。”

Vicor的Marchetti認(rèn)為，容錯(cuò)能力也是選擇電源的重要考慮因素，因?yàn)殡娫垂?yīng)的故障可導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。但在集中式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)冗余的電源供應(yīng)是昂貴的，因?yàn)樗枰獌蓚€(gè)具備驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力的電源。他說(shuō)：“采用分布電源，可以通過(guò)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)冗余。也就是說(shuō)，通過(guò)一個(gè)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(chǎng)等優(yōu)勢(shì)相比，分布式電源系統(tǒng)的劣勢(shì)在于材料成本較高。但在大多數(shù)情況下，沒(méi)有其它的選擇。”Marchetti表示，“不論在什么情況下，投放市場(chǎng)的時(shí)間、材料成本和開(kāi)發(fā)費(fèi)用都是OEM需要考慮的。”

DC/DC模塊的標(biāo)準(zhǔn)化是推動(dòng)分布式供電結(jié)構(gòu)應(yīng)用的主要?jiǎng)恿χ弧＜夹g(shù)上的要求是分布電源應(yīng)用的原始推動(dòng)力，而市場(chǎng)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(jià)廉。“只要大公司開(kāi)始大批量采購(gòu)分布式電源系統(tǒng)模塊，供應(yīng)商就會(huì)設(shè)法降低成本。”Marchetti說(shuō)。

分布電源也有助于OEM將產(chǎn)品及時(shí)投放到市場(chǎng)。Astec美洲公司DC/DC業(yè)務(wù)部的銷(xiāo)售總監(jiān)MarkRice說(shuō)：“分布電源對(duì)產(chǎn)品及時(shí)投放市場(chǎng)有很大的好處。因?yàn)槟阌写罅靠捎玫那岸?，通過(guò)DC/DC模塊卡用戶(hù)可以很快升級(jí)而不用改變整個(gè)電源結(jié)構(gòu)。”

采用分布式供電的用戶(hù)還可以使用相同封裝的大功率電源模塊來(lái)替換現(xiàn)有模塊，從而滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的電源需求。這使得系統(tǒng)的修改和升級(jí)更加簡(jiǎn)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?yàn)镺EM可以采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的模塊或其修改后產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足特殊要求。他說(shuō):“如果使用分布式電源,你可以直接購(gòu)買(mǎi)模塊來(lái)滿(mǎn)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(mǎn)足電源總線電壓要求即可。”

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

在過(guò)去的三年里，盡管制造商將分布式電源的價(jià)格下降了30%到40%,但這還是比集中式電源昂貴。“差距已沒(méi)有以前那么大。”Astec的Rice說(shuō)，“標(biāo)準(zhǔn)化的建立給分布式電源帶來(lái)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并推動(dòng)了量產(chǎn)從而降低了采購(gòu)成本。另外，性能和投放市場(chǎng)時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)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(shì)，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(huì)更便宜。泰科的Suranyi認(rèn)為，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師根據(jù)電源轉(zhuǎn)換的成本來(lái)決定設(shè)計(jì)方案是一種誤導(dǎo)，因?yàn)樾碌南到y(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(duì)錯(cuò)誤的，因?yàn)樗麄儧](méi)有從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看。從成本的角度講，使用集中電源結(jié)構(gòu)對(duì)小型系統(tǒng)是比較合算的，但對(duì)大中型的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，分布電源就不是那么昂貴了。”

對(duì)需要50到60層結(jié)構(gòu)的大型計(jì)算機(jī)和通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，使用分布式電源系統(tǒng)只需要一層背板來(lái)提供電源的分配，而轉(zhuǎn)換器的成本在過(guò)去四五年內(nèi)已經(jīng)大幅下降。不過(guò)對(duì)于小型系統(tǒng)，集中電源仍是成本最低的解決方案，因?yàn)樗挥泻苌俚膬?nèi)部連接器件而且電源消耗較低。

隨著市場(chǎng)繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，預(yù)計(jì)今年DC/DC轉(zhuǎn)換器的價(jià)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(lái)了麻煩，交貨期一度從標(biāo)準(zhǔn)的六到八周延長(zhǎng)到了30周。但今年工業(yè)增長(zhǎng)的普遍放緩使交貨期開(kāi)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(kù)存積壓，DC/DC制造商們對(duì)今年市場(chǎng)仍表示樂(lè)觀。“雖然業(yè)界正在進(jìn)行庫(kù)存調(diào)整,但實(shí)際上這只是將增長(zhǎng)率從100%減到25%，增長(zhǎng)依然是很健康的。”Astec的Rice說(shuō)。

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(kù)存積壓導(dǎo)致許多客戶(hù)推遲了訂單，但是我們相信業(yè)務(wù)會(huì)在今年第三和第四季度恢復(fù)。”

“增長(zhǎng)幾乎是爆炸式的。在過(guò)去六年中，高密度的DC/DC轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)增長(zhǎng)了將近四倍，平均每年增長(zhǎng)24%。”Vicor公司DC/DC轉(zhuǎn)換器營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理BobMarchetti說(shuō)。

極好的增長(zhǎng)率和對(duì)未來(lái)增長(zhǎng)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(xiāo)售經(jīng)理EricOlson說(shuō)：“我們預(yù)計(jì)在未來(lái)的三年內(nèi)，DC/DC轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)會(huì)增加到50億至60億美元。”

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