根据Darnell Group发布的最新交流/DC电力报告,全球嵌入式交流/DC电力市场将从2006年的118亿美元增长到2011年的148亿美元。年增长率为5.8%。然而,500W以上的嵌入式交流/DC电源的增长率是整个市场的两倍,尽管其价格下降最快。包括刀片服务器、以太网供电(PoE)和数据存储在内的应用的快速增长推动了这种更高功率的趋势。
IBM是刀片服务器市场的领导者,它试图通过创建blade来巩固这一领先地位。Blade.Org是40多家技术领先企业的联盟,包括IBM、英特尔、北电、Force10Networks等。,该公司将开发和推广下一代刀片技术。刀片正在为交流/DC电源创造各种机会,预计它们将从2006年占服务器电源市场的14%增加到2011年的25%。
刀片的电源是一个问题,因为它们需要高电源。一个典型的刀片服务器设备在一个机箱中配备10 ~ 14个刀片服务器。机箱通常有多达四个热插拔和n+n冗余2kW电源。因此,全刀片服务器的机架功耗很容易超过20kW。
为了跟上刀片服务器领域中电源的增长,需要增加电源的功率密度。在2006年实用电力电子研讨会上,来自台达电子和AstecPower公司的发言人指出,所需的密度改进即将到来。两家公司都认为每立方英寸20W是当今高端服务器电源的标杆,但到2010年,由于组件、电源结构和热管理的改进,功率密度可以提高到每立方英寸40W。
高端服务器并不是唯一推高功率的应用。互联网协议语音的发展和更多Wi-Fi接入点的部署都促进了对PoE需求的增长。PoE (IEEE802.3af标准)每端口最高可提供15.4W的功率,转换为供电设备的可用功率为12.95W目前48口交换机是非常常见的器件,结合其他数据路由功能,所需功率超过1kW。由于PoE提高了功率水平,IEEE工作组正在努力提高PoE的功率密度水平。IEEE802.3at,也称为PoE-Plus,旨在开发一种标准,可以将PoE的每个端口的电源供应增加到至少30W。这样,相关PoE电源的功率水平将至少加倍。
更高功率水平的趋势跨越各种应用,同时,随着分布式电源架构(尤其是IBA)的出现,它们增加了对机架式交流/DC前端的需求。与这种需求相对应,最近市场上出现了很多新型的前端电源。
C&D技术公司的D1U-W-1200-12-HC可以在1U外形中提供高达1200W的功率。它是该公司1U前端系列电源的一员,可提供高达1600W的功率。1200W版本适用于12V分布式电源架构的刀片式服务器、工作站、存储系统和其他应用。此外,该电源的典型效率为91%。
Roal刚刚推出了数控RHPS224前端电源,12V输出可提供1200W功率,48V输出可提供1500W功率。该设备配有有源功率因数校正,采用数字多相控制技术。此外,I2C总线或CAN总线用于监控输出电压和电流,并调整数字输出电压。AstecPower和Power-One最近也推出了数控交流/DC前端电源。
除了大功率前端电源的使用越来越多,这些电源还呈现出一些促进交流/DC电源市场发展的其他趋势:1)更加注重电源效率;2)切换到数字电源。
由于能源价格的飙升和对温室气体排放的日益关注,预计在未来几年内,交流/DC电源的典型效率将会提高。从管理的角度来看,EnergyStar、加州能源委员会和世界各地的其他组织都提高了对外供电的效率要求。调节器使用外部交流/DC电源作为突破口,因为它基本上是一个独立的产品。现在这些机构正在关注嵌入式交流/DC电源。
预计EnergyStar将于2007年1月推出新的电脑EnergyStar标准标签。本规范适用于服务器、台式电脑、工作站、台式服务器和其他类似应用。预计EnergyStar将为各种桌面负载水平设定80%以上的效率,并为其他系统设定类似的规格。其他监管机构也会效仿。
即使没有管理问题,效率也正在成为一个越来越重要的因素。随着全球能源价格上涨,许多数据中心的成本面临两位数的增长,系统OEM厂商不得不提供更节能的服务器、存储设备和数据通信系统。比如北美的数据中心电费就在飙升。高端服务器的年平均电费为8760美元,而普通数据中心的年平均电费在2005年增长了20%以上。此外,电源效率的提高可能有助于减缓对液体冷却的需求。
2004年和2005年,“数字电源”成为电力电子行业的热门词汇。虽然大多数数字电源主要集中在DC/DC转换器和稳压器市场,但可以看到更多新的交流/DC前端数字产品。然而,大多数主机厂感兴趣的数字控制与他们接受的数字控制并不完全相同。随着效率成为越来越重要的因素,最有价值的方法是根据负载情况最大化功率效率曲线。这一目标将继续推动创新,而今天的数字交流/DC电源更注重输出电压、输出序列、各种监控功能和其他类似功能的数字设置。即主流嵌入式交流/DC电源的数字化转换还处于初级阶段。交流/DC电源市场的许多人希望向更高效率和数控电源的转变将有助于稳定该市场的价格。然而,目前的商业趋势显示出相反的迹象。
大批量低利润的交流/DC电源制造商和小批量应用制造商之间的差距将继续扩大。台达电子公司是嵌入式交流/DC电源市场份额的领导者,它在大众和低利润市场也取得了成功,这证实了这一趋势。2005年,台达的总收入增长了43%,包括嵌入式AC/DC电源在内的各个部门也保持了39%左右的增长率。在总销售额仅增长6%的行业中,这些数字尤其值得注意。
台达最大的优势之一就是定价低,定价谈判往往采用物料清单(BOM)加价的方式。有些主机厂是要求电源厂商报出自己的BOM成本,然后主机厂给出的价格只是略高于BOM。这种方法使得价格更低,更重要的是,BOM-Plus定价方法使得电力制造商几乎没有增加利润的空间。