DC/DC电源变换器的发展状况如何?
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随着半导体行业的发展,手机与通讯、消费类电子等下游需求的拉动,电源管理芯片的应用逐渐增加。相关政策和人才与市场接轨,产业环境不断完善,电源管理芯片进口替代效应明显增强。
市场现状
1.市场规模
近年来,中国电源管理芯片市场规模一直保持增长趋势,2021年市场规模约为763亿元,同比增长2.69%。2022年市场规模约为810.65亿元,随着下游电子设备行业发展对电源管理芯片需求的增长,未来市场规模仍将保持增长,预计2023年市场规模将达851.38亿元。
数据来源:中商产业研究院整理
2.下游应用情况
目前电源管理芯片下游主要应用于数据处理、工业医疗、消费电子三大领域,占比分别为25%、24%、23%;消费电子占比达18%;汽车电子、军事航空均低于10%,占比分别为9%和1%。
电源管理芯片是管理电池和电能的电路,在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责,按照功能可划分为 AC-DC、DC-DC、驱动 IC、线性稳压器、多功能 PMIC、保护芯片、电池管理和无线充电芯片等应用领域,按照产品的封装形态可分为多路集成电源管理芯片和单路电源管理芯片。
不同的设备对电源的功能要求不同,同一设备不同模块亦需要配备不同的电压和电流强度,因此电源管理芯片广泛的应用在各种电子产品和设备中,是模拟电路产业中最大的细分领域。
随着智能照明、快速充电、物联网相关技术在 LED 照明、通用电源、智能家居相关设备电源领域的落地以及人们对于智能照明、电子产品和智能家居的需求的提升,电源管理芯片迎来的新的机遇和挑战。一方面,这要求相关产品能够迅速迭代,电源管理芯片需要满足更加高效、精细地控制电路的需求,另一方面也推动了电源管理芯片市场的市场规模迅速扩张。
随着 5G 技术的发展和手机性能的不断提升,手机对电源管理芯片提出了更高的要求,一方面,手机功能模块的增多也相应的要求电源管理模块的增加,例如手机摄像头的增加意味着需要更多的电源管理芯片,另一方面,包括对快速充电、无线充电和电池安全等各方面的因素,对电源管理芯片的质量提出了更高的要求,这些都要求电源管理芯片在数量和性能上得到提升。
自 2016 年以来,全球电源管理芯片市场规模不断增长,2020 年市场规模达到 328.8 亿美元,年复合增长率为 13.52%,预计将在 2025 年达到 525.6 亿美元。
由于终端消费品的制造中心向亚太和中国聚集,整个电源管理芯片的设计产业也呈现出向中国转移的趋势,给国内集成电路设计公司带来了较大的发展空间和机遇。在产业转移过程中,欧美大型集成电路设计企业向汽车级、工业级等毛利较高的市场转移,使得国内企业更容易切入民用消费市场;另一方面,由于中美贸易摩擦下,集成电路产业作为关系到国家安全的战略性产业得到了国家的大力扶持,国产集成电路自主替代的重要性凸显出来,相关政策和人才与市场接轨,产业环境不断完善,随着国内电源管理芯片设计企业在激烈竞争中不断提升,进口替代效应明显增强。
同时,国内的需求也将是未来电源管理芯片发展的巨大推动力,电源管理芯片作为电子产品和设备的电能供应中枢是电子产品中不可替代的关键器件,市场空间广阔。
我国电源管理芯片市场规模由 2017 年的 92.4 亿美元增长至 2021 年的131.9 亿美元,年均复合增长率为 9.31%。随着国产电源管理芯片在新领域的应用拓展以及进口替代,预计国产电源管理芯片市场规模将以较快速度增长。
DC-DC转换器是将输入电压转换后有效输出固定电压的电压转换器。DC-DC 转换器是转换器和升降压DC/DC转换器三大类。可根据需要采用多种控制方式。PWM控制型效率高,输出电压纹波和噪声好。即使长期使用PFM控制型,尤其是在负载较小的情况下,也具有功耗低的优点。PWM/PFM转换型在负载较小时实现PFM控制,在负载较重时自动切换到PWM控制。目前,DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。在电路类型分类中属于斩波电路。
DC-DC转换器一般由控制芯片、电感、二极管、晶体管、电容等组成。在讨论DC-DC转换器的性能时,如果只关注控制芯片,是无法判断其优劣的。外围电路的元件特性和基板的布线方式可以改变电源电路的性能。因此,应综合判断。
DC/DC转换器的应用前景
DC-DC转换器 DC/DC转换器广泛应用于远程和数据通信、计算机、办公自动化设备、工业仪表、军事、航空航天等领域,涉及国民经济各行各业。DC/DC按额定功率大小分为750W以上、750W~1W和1W以下三类。1990年代DC/DC转换器转换器的增长率在低功率范围内显着增加。其中,6W~25W DC/DC转换器的增长率最高,因为它们广泛应用于直流测量和测试设备。,计算机显示系统,计算机和军事通讯系统。由于微处理器的高速化,DC/DC转换器从低功率向中功率发展是必然趋势。因此,DC/DC转换器从251W到750W的增长速度也比较快,主要用于Service医疗和实验室设备、工业控制设备、远程通信设备、多路通信和传输设备、DC/DC转换器在远程和数字通信领域具有广阔的应用前景。
DC/DC 转换器将固定的直流电压转换为可变的直流电压。该技术广泛应用于无轨电车、地铁、火车、电动汽车的无级变速和控制。同时,上述控制具有加速平稳,响应速度快,同时收到节能的效果。用直流斩波器代替压敏电阻可以节省20%~30%的电能。直流斩波器不仅可以调节电压(开关电源),还可以有效抑制电网侧的谐波电流噪声。
01. 高压转高压DC/DC变换器
在新能源汽车上使用的高压转高压DC/DC变换器主要用于高压系统的升压,将动力电池系统的电压等级再进行升高,以匹配更高等级的电机驱动系统。
例如混合动力汽车使用144V系统的动力电池,为了匹配400V的电机驱动系统,在动力连接上设计此类DC/DC变换器将动力电池系统的电压等级升高,以匹配电机驱动系统。
02. 高压转低压DC/DC变换器
高压转低压DC/DC变换器一般代替传统汽车的发电机,提供低压蓄电池及低压电气设备的电源,这类DC/DC变换器在新能源汽车领域的应用十分普遍,已经成为新能源汽车设计领域内必要的关键电气部件之一。
03. 低压稳压DC/DC变换器
不论传统汽车还是新能源汽车,由于车内的低压电器设备较多,在不同的工况下的低压功率需求差异很大,及时有+12V蓄电池稳压的情况下,仍不能保证+12V的低压电源是稳定可靠的。
例如在启动引擎的时候,蓄电池瞬间可以跌落到6V,这样使用低压稳压DC/DC变换器来进行有效的稳压变得必要。
又如一些高级配置常规车,配备低压稳压DC/DC变换器,提供车载电脑的稳压。
随着新能源汽车的发展,DC/DC变换器在新能源汽车上得到了越来越广泛的应用,DC/DC变换器作为一种电源转换装置,其核心是开关电源技术,对于以传统工业电源、军工电源起家的迪龙新能源科技河北有限公司来说,研发生产DC/DC变换器有得天独厚的技术优势。
迪龙新能源科技河北有限公司(以下简称“迪龙新能源”)依托迪龙集团20年传统电源、军工电源研发生产经验,深耕研发创新,主要致力于电动汽车电源充电系统、新能源车载充电系统及设备的研发、生产、安装、维修及销售。
迪龙新能源将具有自主知识产权的高压全砖技术应用于DC-DC变换器,产品可靠性高,质量稳定,深受国内外电动汽车厂商的信赖与支持。