有幾個電源供應商正在合力搭建一個可以簡化數(shù)字電源模塊內部構造的框架,以提供給設備制造商使用。一套標準可以在不同的供應商模塊間確保second sourcing(第二供貨源)和兼容性。

近些年中電源的兩個流行趨勢--分布式操作電源和數(shù)字電源--是由三家主要的電源供應商牽頭的全方位嘗試的核心內容，以使設備制造商的電源系統(tǒng)設計更簡單化。去年11月，Ericsson,CUI和Murata三家公司成立了現(xiàn)代電源架構（AMP）聯(lián)盟，以搭建出符合通用電子和物理規(guī)范的數(shù)字電源模塊的框架，通過第二供貨源很容易得到這些規(guī)范。

AMP聯(lián)盟做得不止是先前所講的標準化工作，這個標準被限定到電源供應規(guī)范上來定義模塊的監(jiān)控、控制和通信功能。AMP聯(lián)盟還期待能創(chuàng)造出即插即用互操作性的通用配置文件來確保每個公司產(chǎn)品間的兼容性。

這個聯(lián)盟已經(jīng)為數(shù)字負載點轉換器定義了兩套標準。其中“microAMP”規(guī)范覆蓋到了水平垂直配置額定值在20到25A的供應，而“megaAMP“規(guī)范定義了40到50A水平垂直單元的條件。對于高級總線DC-DC轉換器，標準“ABC-ebAMP”涉及到高級八分之一磚58.42x22.55mm并且額定值為264到300W的型號。對于四分之一磚供應，即58.42x36.83mm、額定值未420到468W的型號，該聯(lián)盟也已經(jīng)定義了“ABC-qbAMP”標準。

聯(lián)盟成員很快把符合定義標準的產(chǎn)品帶到市場上。表1顯示現(xiàn)有的符合microAMP和megaAMP規(guī)范的產(chǎn)品，而表2則顯示了符合高級ABC-ebAMP和ABC-qbAMP標準的產(chǎn)品。

表1：數(shù)字負載點模塊（來源：AMP聯(lián)盟）

表2：高級總線轉換器（來源：AMP聯(lián)盟）

通信驅動著市場

永無止境增長的數(shù)據(jù)上驅動著OEM廠商去搭建更為強勁的通信網(wǎng)絡，這個反過來增加了電源產(chǎn)業(yè)的壓力。愛立信移動報告預測到2017年，全年IP流量會達到7.7zb(7.7x1021)，這個數(shù)據(jù)在2012年是2.6zb。趨勢將由云服務、視頻通信和大肆宣傳的物聯(lián)網(wǎng)所引導。IP流量的膨脹將會進一步增加數(shù)據(jù)網(wǎng)絡電源系統(tǒng)上的壓力。高級處理器和FPGA的增長被期待來迎合這個趨勢。在過去，OEM廠商會設計出通用電源供應，它們可以應對特定的電壓和系統(tǒng)的電子和物理需求。然而，由于投入市場所需時間的壓力還有設備制造商難以支付制造自家電源系統(tǒng)的現(xiàn)實，他們期待電源系統(tǒng)公司設計出一個標準電源模塊的解決方案。

“市場正在向更高電流和“極佳”電源發(fā)展，電源模塊期待可以在任何環(huán)境下從一種電壓轉換到另一種電壓，”CUI公司高級副總裁Mark Adams說，“更多的客戶正依賴電源模塊來完成這個任務。他們并沒有電源工程師?！?/p>

科技的巨大發(fā)展，伴隨著反復強調的節(jié)能，給電源系統(tǒng)公司增加了巨大的設計挑戰(zhàn)?！?a target="_blank">半導體技術和系統(tǒng)級性能的發(fā)展已經(jīng)在板級電源基礎設施上有了重大的影響”，村田公司市場營銷副總裁Steve Pimpis說，“摩爾定律一直在驅動著設備密度，間接導致了更高的電源頻率和更低的電壓。在一個單板上，有20種不同的電壓軌，低至0.5V甚至還在降低，并且負載電流超過了100A，電源已經(jīng)成為了系統(tǒng)構架的主要挑戰(zhàn)?！?/p>

數(shù)字電源的井噴

電源模塊的井噴得益于十幾年前的數(shù)據(jù)通信和電信網(wǎng)絡，那些網(wǎng)絡使用采用分布式操作電源架構，在每一個控制點上鏈接一個前端AC到DC電源單元到DC到DC模塊。這些模塊將來自前端的48V輸出轉換至合適的電壓。盡管在分布式電源時代，5和12V是主要的電壓，近些年來3.3V或者更低的電壓已經(jīng)變得更為流行。

早期，這些系統(tǒng)是模擬-控制的。近些年見證了數(shù)字控制的不斷發(fā)展，得益于復雜的電源管理IC，它們可以實現(xiàn)如帶有控制斜率的電源供應定序之類的功能。

數(shù)字控制環(huán)路的使用可以提升電源轉換效率，特別是在過多能量消耗和余熱發(fā)電的低負荷中。一個擁有中間控制總線和復雜點轉換器的數(shù)字控制環(huán)路可以動態(tài)變化中間總線的電壓以適應負載變換。在低負荷下負載點的輸入電壓被減小，從而提高了轉換效率。

復雜ASIC的使用已經(jīng)實現(xiàn)了輕松地執(zhí)行一些任務如電壓跟蹤、定序、頻率調節(jié)還有動態(tài)的核電壓自適應以控制功耗。這些功能更有利于數(shù)字電源轉換器的使用。

“如今我們正在直面模擬電源技術的局限問題，模擬電源技術曾在過去四十年中主導電源技術框圖，”村田公司的Pimpis補充到。“比起模擬PWM架構，數(shù)字控制的電源模塊能夠提供多重優(yōu)勢。盡管這些優(yōu)勢已經(jīng)被人們認識有一段時間了，實際實現(xiàn)卻一直被尺寸和成本限制所拖延，但是現(xiàn)在數(shù)字控制轉換器如今已經(jīng)達到了可以支持它們廣泛被采用的成本利潤閾值?！?/p>

對高能效電源系統(tǒng)的不斷需求以及電源產(chǎn)業(yè)開發(fā)的新技術，這使系統(tǒng)架構在節(jié)省能耗的同時可以管理更復雜的電源結構，促進了數(shù)字電源的使用和數(shù)字電源管理的新思路產(chǎn)生，”愛立信電源模塊公司市場經(jīng)理Patrick Le Fevre說?！皵?shù)字電源的推廣意味著板級電源模塊已經(jīng)從被動的單元，只是需要把一種輸入電壓轉換為另一種，變成包含了模塊和系統(tǒng)間重要互動通訊的系統(tǒng)上的一個組成部分?！?/p>

數(shù)字電源模塊的活躍范圍不僅局限在電信領域，也同時發(fā)展到了其它領域?！皵?shù)字電源正在進入到主流行列當中”，CUI公司的Adams補充道?！霸陔娦艠I(yè)在智能化功能上走向數(shù)字化時，醫(yī)藥和工業(yè)也會向這些供應發(fā)展。”

隨著數(shù)字電源的增長，行業(yè)呼吁提出一些標準可以超出早期聯(lián)盟的形式和密合系數(shù)，以包含一些模塊可以電兼容的保證。這個可以幫助實現(xiàn)數(shù)字電源模塊可以提供的功能，如活躍電流共享，電壓定序和跟蹤，軟件啟動和停止，還有同步。