磚式DC/DC轉(zhuǎn)換器的工作環(huán)境越來越惡劣,盡管這些模塊產(chǎn)品作為一種通用性產(chǎn)品已經(jīng)沒有太大的發(fā)展空間,但供應(yīng)商仍然在做進(jìn)一步努力,以充分挖掘這些器件的潛力。目前,市場對于提高功率密度、效率等方面的要求主要集中于小型轉(zhuǎn)換器上,新發(fā)布的產(chǎn)品也很少是超過半磚尺寸的轉(zhuǎn)換器。當(dāng)然,將尺寸縮至最小并非是最迫切的要求,實際上,目前占據(jù)市場主流的主要是八分之一磚產(chǎn)品。從技術(shù)的層面來看,寬幅和窄幅輸入、調(diào)制與非調(diào)制輸出、無線應(yīng)用以及與以太網(wǎng)供電(PoE)應(yīng)用的兼容性成為關(guān)注熱點。

作為一種技術(shù)上成熟的產(chǎn)品,磚式轉(zhuǎn)換器的發(fā)展已經(jīng)因其它一些問題的存在而顯得有些失色,比如遲而未決的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)問題。迄今業(yè)界已經(jīng)先后成立了三個聯(lián)盟,以確保各類型磚式產(chǎn)品之間具有更大的兼容性,尤其是使正在推出的十六分之一磚產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化,更是產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟目前最急迫的一項工作。除此以外,最近在電源轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域中發(fā)生的一系列并購活動也引人囑目,如C&D Technology在過去半年內(nèi)分別收購了Datel和電子制造服務(wù)提供商天泓(Celestica)旗下的電源部門。

十六分之一磚產(chǎn)品勢頭增強

十六分之一磚轉(zhuǎn)換器雖然在剛問世的時候不如八分之一磚產(chǎn)品那樣受歡迎,但因其采用了標(biāo)準(zhǔn)的外形尺寸和相關(guān)規(guī)格,也日漸開始受到市場重視。據(jù)悉,目前許多四分之一磚和八分之一磚產(chǎn)品雖然在封裝尺寸、引腳上各廠商都基本一致,但在可調(diào)節(jié)輸出腳上各廠商內(nèi)部定義不一樣,導(dǎo)致出現(xiàn)了應(yīng)用上的兼容性困局。不過由于業(yè)界目前還存在兩種標(biāo)準(zhǔn)而且遲遲未能統(tǒng)一,十六分之一磚轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品至今還沒有象八分之一磚產(chǎn)品那樣充當(dāng)分布式電源應(yīng)用的中心。

目前標(biāo)準(zhǔn)之爭主要存在于以泰科電子和SynQor為首的分布式電源開放標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟(DOSA)推出的DOSA規(guī)格和Power-One提出的共享開放架構(gòu)(SOAR)標(biāo)準(zhǔn),后者得到了愛立信、Artesyn和Astec等POLA陣營廠商的支持,其推出的標(biāo)準(zhǔn)被視為DOSA規(guī)格的一種補充性解決方案,規(guī)定的占位面積是1.3×0.9英寸,并采用了標(biāo)準(zhǔn)八分之一磚和四分之一磚SMT引腳設(shè)計習(xí)慣。而DOSA目前已經(jīng)制訂出十六分之一磚轉(zhuǎn)換器標(biāo)準(zhǔn)和大電流四分之一磚引腳設(shè)計,并于近期先后吸收天泓、臺達(dá)(Delta)等領(lǐng)先廠商加入該聯(lián)盟。在新產(chǎn)品方面,泰科電子的十六分之一磚轉(zhuǎn)換器KW010/015/020/025系列采用了DOSA提出的1.3×0.9英寸占位面積,輸入電壓為36~75V,在1~5V電壓上可以提供高達(dá)25A的電流。它在滿負(fù)載(輸出電壓為時)情況下的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到91%。在最近舉行的慕尼黑上海電子展上,愛立信展示的PKU系列十六分一磚產(chǎn)品的最大輸出功率達(dá)到50W,最大輸出電流為25A。

八分之一磚主導(dǎo)中間總線應(yīng)用

在八分之一磚轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域,目前廠商們在提高產(chǎn)品功率方面取得了令人吃驚的成果。一些廠商重視固定變壓率設(shè)計的優(yōu)點,以得到高效率和良好的總體響應(yīng)。其中有些磚模塊目前甚至聲稱可以用于總線應(yīng)用。Cherokee International是鼓吹“可用功率”的主要廠商之一,該公司推出了CBE1448G1轉(zhuǎn)換器,占位面積為×0.9英寸,是適用于中間總線的首批八分之一磚產(chǎn)品,在12V時提供完全的14A電流(168W),工作溫度高達(dá)55°C,這種準(zhǔn)調(diào)制轉(zhuǎn)換器的效率高達(dá)94%。

天泓的前電源部門也表示,它的IBC系列中的EUS是第一款以八分之一磚尺寸提供4:1、5:1和6:1固定變壓率的產(chǎn)品,而且具有最佳的降級特點,在96%的效率下輸出功率高達(dá)240W (目前是八分之一磚的功率基準(zhǔn)),可用于計算機和電信應(yīng)用。Power-One公司也推出了一種類似的產(chǎn)品,它的SQT48T20120總線轉(zhuǎn)換器是一款4:1固定變壓率模塊,能在70℃的高溫下提供210W的輸出功率(在200lfm冷卻風(fēng)量配合下)。

NetPower Technologies的EBS模塊也具有相對較高的功率,為170W。該公司指出,這種轉(zhuǎn)換器與額定電流相同但未經(jīng)調(diào)制的總線轉(zhuǎn)換器相比,有效功率一般要高出20%。除此以外,其它類似新產(chǎn)品還包括TDK Innoveta的iEB和泰科電子的EUE200。前者是一款4:1固定變壓率轉(zhuǎn)換器,采用高度僅為的封裝,功率高達(dá)150W(未經(jīng)調(diào)制),電流最高為15A；后者是一款4:1變壓率降壓轉(zhuǎn)換器,輸出功率為200W,12V滿負(fù)荷輸出效率為95%。

Artesyn公司的產(chǎn)品面向較低功率的應(yīng)用,它強調(diào)嚴(yán)格的調(diào)制、高效率、迅速瞬時響應(yīng)和高功率密度。該公司的Ultra系列提升了八分之一磚的性能,這個系列包括三種款式,功率為100W,輸出電壓分別為、和5V,功率密度超過160W/in3,面向高端電信應(yīng)用。輸入電壓對應(yīng)的輸出電壓調(diào)整度為0.1%,負(fù)載調(diào)整度為0.2%,其瞬態(tài)響應(yīng)性能表現(xiàn)為:對于輸出、40A轉(zhuǎn)換器,其50~75%負(fù)載電流的1A/μs階躍變化對應(yīng)的偏差小于90mV,恢復(fù)時間小于20μs。

該公司還推出了兩款20A的八分之一磚轉(zhuǎn)換器,輸出電壓分別為1.8和,均屬于其Typhoon系列,據(jù)稱在24V的輸入電壓下具有較高的效率。此外,由于強調(diào)“真正的功率” (所謂真正功率,是指在溫度上升的情況下,在給定的冷卻水平上不會導(dǎo)致降級而能夠提供的功率)。Artesyn還在其Typhoon系列中推出了五款“Value”產(chǎn)品,目標(biāo)是在溫度達(dá)85℃和200lfm冷卻風(fēng)量時,提供全部的可用功率。這些20A和25A的產(chǎn)品,輸出電壓包括1.2、1.5、1.8、2.5和,效率可達(dá)91%。

Ault公司的八分之一磚可能是最知名的消費類電源產(chǎn)品。該公司的HDE1-75單輸出八分之一磚轉(zhuǎn)換器輸出電壓為1.8、2.5或,最大輸出電流為20A,據(jù)稱非常適用于空氣流動性極低的高溫環(huán)境,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到89%。

集線器應(yīng)用中的主力——四分之一磚轉(zhuǎn)換器

目前,許多四分之一磚(占位面積為2.3×英寸)產(chǎn)品開始成為越來越繁重的集線器應(yīng)用中的主力,這些轉(zhuǎn)換器通常接近傳統(tǒng)的半磚轉(zhuǎn)換器的性能,這在很大程度上取決于它們的高效率性能,多數(shù)產(chǎn)品采用了同步整流,轉(zhuǎn)換效率至少為90%,而且在很多情況下大大高于90%。TDK Innoveta的iQD是一種四分之一磚轉(zhuǎn)換器,輸出功率高達(dá)300W,電流高達(dá)27A。它的效率為95%,在負(fù)載變動幅度為最大電流的25%和偏斜率為微秒時,瞬態(tài)響應(yīng)時間為50us。天泓則推出了QUS20-NVDR,這款240W的四分之一磚轉(zhuǎn)換器擴展了設(shè)計人員的中間總線選擇范圍,是其QUS20-120的垂直安裝版本,具有固定的4:1降壓變壓率。

Cherokee推出了Apollo 5系列產(chǎn)品,該產(chǎn)品旨在滿足消費需求,在溫度高達(dá)50°C和300lfm風(fēng)冷條件時提供滿幅輸出。這種轉(zhuǎn)換器在上述環(huán)境下可提供80A電流輸出(1.2、1.5和),相當(dāng)于電流密度為55A/立方英寸。據(jù)該公司介紹,在條件相似的情況下,Apollo5比50A的典型四分之一磚產(chǎn)品的功率高出60%,而且性能明顯優(yōu)于典型的半磚轉(zhuǎn)換器。

C&D Technologies公司的SLC100輸入電壓為36~75 V,可以提供1~12V的輸出電壓,電流高達(dá)40A。Artesyn公司的四分之一磚轉(zhuǎn)換器包括兩款新型開放結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,在或輸出時提供30A的電流,專為28V無線基站而開發(fā)。該公司表示,它們的效率高達(dá)91%,比與之最接近的同類產(chǎn)品高7%。

SynQor公司在其DualQor系列中推出了一種雙輸出100W的四分之一磚轉(zhuǎn)換器,獨立調(diào)制的輸出為5V和。該公司同時還有另外兩款四分之一磚產(chǎn)品,其輸出電壓分別為5V和18V,分別屬于其PowerQor Tera(QTA)和Giga(QGA)系列,面向電信應(yīng)用。18V模塊專門用于為ADSL應(yīng)用中的線驅(qū)動器供電,輸出功率可達(dá)200W,效率為91%,在溫度高達(dá)55°C時沒有降級。針對這種環(huán)境的其它模塊還包括愛立信PKM-E系列中的首批兩款四分之一磚產(chǎn)品,PKM2510EPI和PKM4510EPI在電壓為時的輸出電流為15A,輸入電壓分別為24V和48V。它們均采用無鉛焊錫工藝,PCB采用無鹵素阻燃劑和非電鍍鎳金鍍層。

有些專業(yè)產(chǎn)品采用了三輸出四分之一磚的形式,以簡化分布式電源架構(gòu),如Power-One公司的QNT36ZEDB,該產(chǎn)品面向節(jié)省空間的解決方案,提供80W(風(fēng)冷條件200lfm)的輸出功率,每個輸出在~5V之間可調(diào),能提供高達(dá)12A的電流。此外,還有Vicor公司的中間總線轉(zhuǎn)換器系列,輸出電壓為3至48V(共九款產(chǎn)品),可以提供100A的電流或600W的功率。這種解決方案基于該公司的電壓變換模塊(VTM),適合于傳統(tǒng)的磚式總線架構(gòu)。

半磚產(chǎn)品的發(fā)展方向

目前的半磚(2.4×英寸)產(chǎn)品在功率方面正在接近以前用于電信應(yīng)用的四分之三磚的水平,甚至可以取代全磚轉(zhuǎn)換器。例如天泓的HUS42-096是一種460W的半磚轉(zhuǎn)換器,輸入/輸出電壓比例為5:1,據(jù)稱是業(yè)內(nèi)具有這種特點的首款產(chǎn)品。額定輸入電壓為48V,可以降至7V至11V,一般認(rèn)為,這是在分布式電源總線架構(gòu)中獲得最高總體系統(tǒng)效率的最佳電壓水平。但是,半磚的靈活性而不是原始功率正在日益受到電信以外的各種應(yīng)用的關(guān)注,無線應(yīng)用便是其中之一。

Artesyn的新型RFB300/350系列半磚轉(zhuǎn)換器可持續(xù)提供高達(dá)350W的功率,而不會超出-40℃～100℃的基板溫度范圍。這種轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生標(biāo)稱12V或28V的直流輸出,標(biāo)準(zhǔn)占位面積×英寸,厚度有0.4英寸或0.5英寸可供選擇。此系列產(chǎn)品主要面向高性能射頻功放和用于緊密、實用性強的設(shè)備應(yīng)用。它們的工作溫度范圍比較寬,因而適合于戶外設(shè)備、蜂窩基站設(shè)備以及“最后一英里”寬帶設(shè)備應(yīng)用。

泰科電子的JHW350系列半磚模塊,在28V電壓下提供350W的功率,運行效率高達(dá)94%。其它面向下一代IP電話和LAN網(wǎng)供電應(yīng)用的產(chǎn)品包括Power-One公司的HHS04Z52,它可以在5輸出電壓下提供高達(dá)的電流,滿足標(biāo)準(zhǔn)。SynQor公司新推出的Tera系列轉(zhuǎn)換器也是類似產(chǎn)品。

此外,Power-One的HNT42YEDB是多輸出節(jié)省空間型解決方案,輸入電壓為24V,三輸出(1.8、2.5和)中的每個都可以提供高達(dá)14A的電流。它采用兩種封裝,分別適合通孔安裝和SMT工藝。其它面向比較傳統(tǒng)的12V中間總線架構(gòu)的新款半磚模塊,包括SynQor公司的BusQor HEA,可以提供360W的調(diào)制功率。該轉(zhuǎn)換器輸入電壓為35~75V,在其多數(shù)輸入電壓范圍內(nèi)的滿負(fù)載效率為95%。此前,該公司還推出Peta系列半磚模塊。

作者:鄭衛(wèi)鋒