“Brick”转换器市场的趋势

---隔离 Brick（砖形）DC/DC 转换器是当今设计的电气系统的主要部分。设计师将它们看作理想的“合适并忘记”的电源解决方案，一个典型的主板通常包含至少一个这样的转换器，以便从更高级别的电源生成可调节的低电压电源。大量现货供应的Brick转换器意味着它们从实质上不再对用户的市场时间构成威胁，或产生任何最后一分钟的设计问题。Brick转换器用于各种各样的应用中，从高可靠性的电信系统到对费用敏感的计算和存储设备，被广泛接受但非市场指定。但也跟以往一样，Brick转换器在商业和技术方面的压力下，也在做一些改变。

更多电能，更小空间
---Brick转换器市场的主要趋势是获得越来越高的电源密度，并且必然产生更高的电流输出，更小的体积和改进的发热性能。最近几年来，Brick转换器获得了相当可观的发展，转换效率进一步改善，并且从根本上缩小物理尺寸。标准的半砖和全砖转换器现在已经让路给1/4和1/8砖产品。现在，1/4砖大约占到Brick转换器市场的31%，而1/8砖仅仅才3%。这两种转换器在市场份额上呈上升趋势，而对全砖和半砖转换器来说情况则不是很有利。
---随着设计师倾向于使用较小型变换器以充分利用并节约空间，1/8砖转换器预期会获得高速发展。它的底座大约 2×1平方英寸即5×2.5cm2（插脚引线为标准，但是物理尺寸随着供应商的不同而略有区别）。然而，正如 Artesyn 的全球市场副总裁 Todd Hendrix 所指出：1/8砖转换器在近期和中期很有可能只占一小部分重要的市场份额，但我们相信它们会打中“有效部位”，最终大约会占据70～80W的市场。否则设计师将考虑新一代1/4砖转换器作为更佳解决方案。最近增加在我们的 Typhoon 产品线上的高电流1/8砖转换器已经实在地实现了我们的目标。我们相信它们会明显地加速1/8砖转换器市场的成长步伐。实际上，今天我们已经看到了它的发展，有大量新设计的插件出现。
---对各种卡的电源需求逐渐在增长，这意味着设计师可能不得不使用多个更小的 Brick 以获取和使用一个单一的1/8砖转换器一样的电源能力。这将在费用、主板空间、效率和可靠性方面引起相当大困难，从而离理想的解决方案越来越远。Artesyn 相信不管更小型转换器的最终外形如何，产品都不会被市场所接受，除非它能提供下一个尺寸增长的 Brick 电源能力。Todd Hendrix 指出：一旦 Artesyn 在电源密度性能方面获得突破，我们将通过在业界启用多种电源的方式来推动较小型底座的标准化。
---在朝更小型转换器发展的趋势后面的主要推动力量是电气设计师需要调节各种不同的电源以满足日益紧凑的主板上低电压硅设备的需要。电压在通信领域相当敏感，在那里，设计师不断提高各种卡的功能和信道数--需要更多的电源--但是不能提高卡的物理尺寸。1/8砖转换器因此在这一领域更有吸引力。然而，主板空间仅仅是问题的一个方面--另一个主要因素是转换器的外形。大多数电信系统使用紧凑的卡空间，以便在一个架子中能最大程度地容纳最多的卡数，这意味着转换器的外形（通常也是卡的最大子部件）可能成为设计时最大的考虑因素。因此，Brick转换器方面的领先制造商已经采用了专业的平面磁性组件方案，使用嵌入式 PCB 线圈，这样就可能最小化转换器的外形。例如，Typhoon 最新的1/8砖转换器就采用了最新颖的组件，它将上面的板子的高度保持在只有 0.3 英寸（0.77 cm）。

广泛的标准化
---虽然Brick转换器的底座已经标准化了，现在又有另一种增长的趋势，就是采用一种新的业界标准，即“THE Double P”（热增强双倍电源插脚）标准。两倍数量的底座和电源插脚有利于改善电子和热传导性能，并且开始应用到高电流1/4砖转换器中，产生了最高约40～50A 的电流。Artesyn 希望所有的高电流 Brick 制造商最终都能采用这一标准。时间会证实这一标准是否需要应用到1/8砖转换器中，但是对于更高电流的趋势，在某些点上它可能会被证实是必然出现的。

更快的动态性能
--- 随着电源密度和输出电流的提高，Brick转换器的另一个明显的趋势是可提供更好的动态性能（更快的转换速度）。Brick 转换器使用的系统环境在不断变化。随着 ASIC、SoC 和 FPGA 使用的不断增多，为确定的应用引入了具更高能力的 ASSP 设备，加上朝数字化信号处理发展的一般设计趋势。意味着板子上的设备如今会合并更多和更大的嵌入式处理器核心。虽然这些芯片的目标应用经常处于基础结构中，并且经常处于“总是打开状态”（因此通常不需要快速转换到休眠模式），需要的输出回转速度却仍然开始在增长。OEM 厂商已经表达出有 1A/ms或 2A/ms的速度需求。并且随着硅处理往更小的几何形态转移和更高的时钟速度发展，这一趋势将会变成主流。这种演变似乎依然无法和电源供应这一侧相匹配。Brick数据表通常以 A/ms 的分数形式来指定标准的回转速度--已经开始启动的某个缺点会引发 OEM 工作区，比如电容器存储库和系统的顺序激活。Artesyn 最新的 Typhoon 1/4 Brick 主要用来满足这一需求，且使用3倍或4倍于许多竞争产品的带宽。它支持以5A/μs 的速度进行变换，这大大超过了我们在目标应用因素中已知的任何需求。

增强的数字控制
---Brick 转换器的进一步趋势是合并了增强的系统级别的功能，特别是电源监控和控制功能方便，它可帮助用户降低产品的整体费用。因为不断增长的电子产品 OEM 商将电源供应设计作为一项无核心活动来看待，主要是因为在当今的商业环境中为这些专业领域保持一个设计团队被认为是一个花费巨大的选择，对很容易集成的转换器的需求变得日益重要。特别是模拟设计技术逐步成为一项不值钱的东西，这意味着数字主板设计师很有可能考虑 DC-DC 转换器，以提供广泛的数字控制功能。相对于仅用模拟产品来说，这能获得更加灵活的电源解决方案。
---Artesyn 还经历了一个同时发生的趋势，由此电气 OEM 商开始依靠公司的应用支持人员以帮助他们解决所有的主板一级的电源问题。只有电源供应公司有能力提供完整的全球技术支持，这也成为较长一段时期内需要注意的一个趋势。这一趋势与已经发生在 AC-DC 电源供应的散装电源的趋势相一致。

成本降低驱动 IBC 市场的发展
---在 IT 领域，也就是计算和存储市场，产品寿命非常短，价格竞争非常激烈，Brick 转换器的主要趋势是降低价格。Brick 大范围适用以及它们的高度标准化确保这些类型的转换器已经满足了大多数 OEM 商及时供应市场的需求。成本降低是另外一个问题。增长现有 Brick 形态因素的输出电源并不简单，在一个卡中简单使用多个 Brick 不会提供成本降低的机会，没有为板卡获得更多电源的解决方案。因此，转换器生产商及他们的客户现在正在考虑中间总线转换器 (IBC) 来代替传统的隔离 Brick 转换器提供基本的板上电源转换和隔离功能。通过分配大量输出调节和保护电路，IBC 可比传统的 Brick 转换器明显降低费用，通常可获得比 Brick 低 25% 的每安成本（成本/A）数字。Artesyn 相信 IBC 的使用会增长迅速-短时间内每年会达到百分之好几百的增长--特别是在高电源应用条件下。
---主板设计师现在开始重新定义分布式电源的方法，通过采用中间总线电压使用 IBC 提供给多个非隔离负载点 (POL) 转换器。由于缺乏固定的可调节的输出，以及 IBC 所使用的更高的输出电压级别（通常为 8～12V），它们无法用来直接驱动硅产品负载。虽然多个转换阶段比单一阶段转化效率更低，这可通过 IBC 固有的高效率来弥补，因为紧凑的调节所需要的电路不足。比如，Typhoon 产品家族中的第一个 IBC 可提供高达 96% 的转换功率--这比大多数领先的 Brick 产品还要高 5%。