中国工业用开关电源市场发展分析

 根据北京捷孚联合咨询有限公司(JFUnited)最新调查报告《2007中国工业用开关电源市场调查报告》数据显示,2006年中国工业用开关电源市场规模在6.7亿元;从产品安装方式分类来看,2006年工业领域平板式开关电源和导轨式开关电源产品分别占市场总规模的66%和34%;从应用领域分类来看,机械、电力和铁路三大领域占工业领域开关电源市场的90%,其中机械和电力两大领域就占市场总体规模的80%。

    根据JFUnited调查报告资料显示,在2001-2006年间,占国内工业开关电源主要份额的厂商,比如朝阳、铭纬、衡孚等主要厂商的增长率平均在15%-30%之间,但从整个行业来看,工业开关电源并没有达到预期的增长率,而工业开关电源的市场增长率要远低于在通信及家电、计算机领域,2001-2006年工业电源增长率仅保持在10%-15%的增长区间。另外,JFUnited调查报告指出,国内工业开关电源在2005-2006年市场整体增长速度均略超过30%,并对2007年工业开关电源市场的发展持乐观态度。随着导轨式开关电源及模块开关电源的快速发展,以及新技术的出现,国内的开关电源市场格局将会有所变化,而国内外重要开关电源厂商将预期增长率锁定在20%上下,JFUnited认为工业用平板式开关电源未来发展速度将保持在20%左右,中国工业开关电源的增长速度及发展水平远低于日本、美国、欧洲等地。

    目前国外公司如ABB、欧姆龙、西门子、菲尼克斯等主要以生产销售导轨式产品为主,而国内代表性公司如朝阳、铭纬(台资)、衡孚、德创、三基等主要以生产平板式开关电源为主。另外,国外公司中除电盛兰达等少数开关电源企业在大陆有设立工厂以外,大部分以进口形式在大陆销售,在营销模式上,工业开关电源企业呈现出代理和直销两种并存的模式。

    调查报告资料显示,工业用开关电源主力企业市场规模表现中,前四名只有朝阳一家国内企业,而其它三家均为外资(含台资)企业,并且朝阳比其它三个企业的优势并不明显,而国内其它企业大多保持在中等水平。行业销售规模前四位朝阳、电盛兰达、铭纬、欧姆龙四家企业市场份额目前占到整个工业用开关电源市场份额的48%,这说明工业用开关电源行业市场集中度已经比较高,市场发展正超着成熟水平发展。前十名企业中,国内企业的总量与外资企业的总量比为1:1.5。从中可以看出,目前在国内工业开关电源市场国内企业很大程度上落后于外资企业。

    在各厂商工业开关电源价格表现上,JFUnited报告指出,类似规格(同一功率和输出电压)不同厂商的价格水平差异很大,差距在几倍到十几倍不等;另外,同一公司由于认证数量和类型的差异,同一规格的产品价格也会有很大的差异,或者同一公司由于产品应用场合的定位不同导致价格的巨大差异,如朝阳军品级开关电源分别是工业级和商业级开关电源1.5-3倍的价差。

    JFUnited在调查报告中对未来国内工业用开关电源行业关键竞争因素分析中指出,国内从事工业开关电源的企业,从整体上来讲与国外企业还存在差距,产品的规模以及产品种类不可能兼顾所有工业领域,优势集中在自身擅长的领域,比如无锡宇峰重点在电力行业,随着国际企业从高端市场向中端市场的延伸,加大对国内企业的冲击力,使得国内企业保住现有的阵地成为首要任务,因此,能否进一步市场细分,加大优势领域的资源组合,成为国内企业今后发展的最大挑战。

 随着电盛兰达、欧姆龙等国际工业电源巨头实施中国本地化发展策略,并不断兼并和重组国内优势企业,使工业开关电源产品在华推广及成本战略凸显优势,未来不仅对于国内企业有相当影响,也会进一步强占其它中高端领域外资品牌的市场份额。

    从工业开关电源细分市场来看,电力、铁路、军工、航空等领域,目前主要由少部分供应商垄断,短期内这样市场特点不会很大变化,而对于工控领域来讲,涉及产品及环境比较复杂,各供应商都有不同比例的涉及,未来随着各家供应商的技术及产品发展,市场份额可能会出现较大变化,

    行业发展水平的好坏对于行业企业发展的尤为重要,随着电力电子技术的高速发展,各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,另外开关电源又表现出替代线形及相控电源趋势,未来发展空间是否将会达到或者超过预期水平,将决定工业开关电源各企业的发展速度及未来走势。

    目前国内企业在产品品质和技术上还不能和国外企业想媲美,但由于中国廉价的劳动力和原材料,中国的产品价格上占有十分大的优势。这使得国内小的民营企业总体规模还占有20%的规模,短期内价格及成本因素仍然为国内竞争的最主要因素之一。

    国内企业与国外企业相比输在工艺,国内开关电源企业在规模和产值方面与国外企业相比水平相当。也掌握了一些独立的技术工艺,但主要是在小型器件产品上。但在大型器件芯片技术上还依靠国外技术,虽然在珠三角地区尽管有大批的台资和日资企业建立了生产线,但主要芯片技术还是外资控制。在未来的竞争中,独立工艺技术是开关电源企业掌握和扩展市场的关键。

    JFUnited在调查报告中最后指出,国内开关电源企业在也业务开拓能力上与外资企业存在差距。大多数外部渠道资源匮乏,只能等待客户上门,而欧美企业的需求信息掌握比较全面及时,渠道网络丰富,使市场开拓能力远强于国内,另外,国内企业与外资企业相比,普遍存在服务意识不强,不注重客源关系维系的现象。甚至有些小企业过于追求经济效益,而忽略了企业的相关服务,例如产品质量保证和售后服务、企业应该承担的社会责任等。这样的结果最终必然是企业客户投诉越来越多,最后被市场淘汰。在未来的竞争中,市场开拓能力及服务意识的提高也是企业发展的重要因素。
 为了弥补线性电源的很多不足,目前主流显卡往往都匹配了开关电源模块。开关电源模块具有效率高(可达90%以上),发热量小(或基本上不发热)的特点,但造价也相对于线性电源高了许多。

    开关电源理论上可分为升压工作方式(Step-up)和降压工作方式(Step-down)两大类,前者主要用于一些手持式设备,如随身听、MP3等,我们知道两节普通电池的端电压最高只有3.0V,若是两节镍氢(NiH)或镍镉(Ni-Cd)充电电池则端电压最高只有2.4V,而手持设备的系统工作电压通常是3.3V,于是就需要使用升压工作方式的开关电源模块。
  
    近年来随着可充电锂离子电池价格的迅速下降,其以优异的能量密度比逐步取代了普通电池及镍氢等充电电池,锂离子电池的工作电压范围是3.6V~4.2V,于是又需要使用降压工作方式的开关电源模块。

    出于电脑主机实际供电情况考虑,显卡的开关电源模块通常均是降压的工作方式。开关电源的核心是一个直流转直流的芯片(英文名是DC/DC),也有的公司命名为PWM(Plus Width Modulator脉冲宽度调制器),再外接两只场效应管(MOSFET),及一只肖特基二极管、一只电感、数只Low ESR电容等组成的滤波回路构成。

    开关电源的基本工作原理是:PWM芯片产生一个宽度可调的脉冲波形,使得Q1、Q2两只MOS管轮流导通。当负载两端的电压Vout需要降低时,MOSFET场效应管Q2导通,MOSFET场效应管Q1截止,外部电源供电断开,电感释放出能量,这时的电感就变成了电源继续对负载供电。

    随着电感上存储能量的消耗,负载两端的电压开始逐渐降低;当负载两端的电压Vout需要升高时,MOSFET场效应管Q1导通,MOSFET场效应管Q2截止,外部电源通过MOSFET场效应管Q1对电感进行充电并达到所需的电压值。

    以此类推,在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压,使负载两端的电压Vout稳定在预先设定的值,这个理想的电压值是由2只外接电阻的阻值之比来确定的,并可由一个理论的公式来进行计算。

    此外,由于MOSFET场效应管工作在开关状态,导通时的内阻和截止时的漏电流都较小,所以自身耗电量很小,避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。

    由于此类电源模块总是有2只MOSFET场效应管工作在开关状态下轮流导通,开关电源的名字也由此而来。

    无论是集成稳压器,PWM,还是MOSFET场效应管,它们的实物外观上看去都差不多,看起来都是集成电路,那么如何区分线性电源模块与开关电源模块呢?这里告诉大家一个简单的方法,即看板子上是否有那只大大的功率电感(有的板子还不止一只),若有,则毫无疑问,肯定是开关电源,若无则是线性电源。


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