作者：Spencer Chin, Mouser Electronics
有几个电源供应商正在合力搭建一个可以简化数字电源模块内部构造的框架,以提供给设备制造商使用。一套标准可以在不同的供应商模块间确保second sourcing(第二供货源)和兼容性。
近些年中电源的两个流行趋势--分布式操作电源和数字电源--是由三家主要的电源供应商牵头的全方位尝试的核心内容，以使设备制造商的电源系统设计更简单化。去年11月，Ericsson,CUI和Murata三家公司成立了现代电源架构（AMP）联盟，以搭建出符合通用电子和物理规范的数字电源模块的框架，通过第二供货源很容易得到这些规范。
AMP联盟做得不止是先前所讲的标准化工作，这个标准被限定到电源供应规范上来定义模块的监控、控制和通信功能。AMP联盟还期待能创造出即插即用互操作性的通用配置文件来确保每个公司产品间的兼容性。
这个联盟已经为数字负载点转换器定义了两套标准。其中“microAMP”规范覆盖到了水平垂直配置额定值在20到25A的供应，而“megaAMP“规范定义了40到50A水平垂直单元的条件。对于高级总线DC-DC转换器，标准“ABC-ebAMP”涉及到高级八分之一砖58.42x22.55mm并且额定值为264到300W的型号。对于四分之一砖供应，即58.42x36.83mm、额定值未420到468W的型号，该联盟也已经定义了“ABC-qbAMP”标准。
联盟成员很快把符合定义标准的产品带到市场上。表1显示现有的符合microAMP和megaAMP规范的产品，而表2则显示了符合高级ABC-ebAMP和ABC-qbAMP标准的产品。
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Standards |
Designation |
CUI |
Ericsson Power Modules |
Murata |
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microAMP™ |
microAMP-25 |
NDM2Z-25 |
BMR463 |
OKDX-T/25-W12-001-C |
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megaAMP™ |
megaAMP-40 |
BMR464 |
OKDX (SIP) |
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megaAMP™ |
megaAMP-50 |
NDM2Z-50 |
BMR464 |
OKDX (SIP) |
表1：数字负载点模块（来源：AMP联盟）
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Standards |
CUI |
Ericsson Power Modules |
Murata |
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ABC-ebAMP |
NEB-D |
BMR457 |
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ABC-qbAMP |
NQB-D |
BMR456 |
DBQ |
表2：高级总线转换器（来源：AMP联盟）
通信驱动着市场
永无止境增长的数据上驱动着OEM厂商去搭建更为强劲的通信网络，这个反过来增加了电源产业的压力。爱立信移动报告预测到2017年，全年IP流量会达到7.7zb(7.7x1021)，这个数据在2012年是2.6zb。趋势将由云服务、视频通信和大肆宣传的物联网所引导。IP流量的膨胀将会进一步增加数据网络电源系统上的压力。高级处理器和FPGA的增长被期待来迎合这个趋势。在过去，OEM厂商会设计出通用电源供应，它们可以应对特定的电压和系统的电子和物理需求。然而，由于投入市场所需时间的压力还有设备制造商难以支付制造自家电源系统的现实，他们期待电源系统公司设计出一个标准电源模块的解决方案。
“市场正在向更高电流和“极佳”电源发展，电源模块期待可以在任何环境下从一种电压转换到另一种电压，”CUI公司高级副总裁Mark Adams说，“更多的客户正依赖电源模块来完成这个任务。他们并没有电源工程师。”
科技的巨大发展，伴随着反复强调的节能，给电源系统公司增加了巨大的设计挑战。“半导体技术和系统级性能的发展已经在板级电源基础设施上有了重大的影响”，村田公司市场营销副总裁Steve Pimpis说，“摩尔定律一直在驱动着设备密度，间接导致了更高的电源频率和更低的电压。在一个单板上，有20种不同的电压轨，低至0.5V甚至还在降低，并且负载电流超过了100A，电源已经成为了系统构架的主要挑战。”
数字电源的井喷
电源模块的井喷得益于十几年前的数据通信和电信网络，那些网络使用采用分布式操作电源架构，在每一个控制点上链接一个前端AC到DC电源单元到DC到DC模块。这些模块将来自前端的48V输出转换至合适的电压。尽管在分布式电源时代，5和12V是主要的电压，近些年来3.3V或者更低的电压已经变得更为流行。
早期，这些系统是模拟-控制的。近些年见证了数字控制的不断发展，得益于复杂的电源管理IC，它们可以实现如带有控制斜率的电源供应定序之类的功能。
数字控制环路的使用可以提升电源转换效率，特别是在过多能量消耗和余热发电的低负荷中。一个拥有中间控制总线和复杂点转换器的数字控制环路可以动态变化中间总线的电压以适应负载变换。在低负荷下负载点的输入电压被减小，从而提高了转换效率。
复杂ASIC的使用已经实现了轻松地执行一些任务如电压跟踪、定序、频率调节还有动态的核电压自适应以控制功耗。这些功能更有利于数字电源转换器的使用。
“如今我们正在直面模拟电源技术的局限问题，模拟电源技术曾在过去四十年中主导电源技术框图，”村田公司的Pimpis补充到。“比起模拟PWM架构，数字控制的电源模块能够提供多重优势。尽管这些优势已经被人们认识有一段时间了，实际实现却一直被尺寸和成本限制所拖延，但是现在数字控制转换器如今已经达到了可以支持它们广泛被采用的成本利润阈值。”
对高能效电源系统的不断需求以及电源产业开发的新技术，这使系统架构在节省能耗的同时可以管理更复杂的电源结构，促进了数字电源的使用和数字电源管理的新思路产生，”爱立信电源模块公司市场经理Patrick Le Fevre说。“数字电源的推广意味着板级电源模块已经从被动的单元，只是需要把一种输入电压转换为另一种，变成包含了模块和系统间重要互动通讯的系统上的一个组成部分。”
数字电源模块的活跃范围不仅局限在电信领域，也同时发展到了其它领域。“数字电源正在进入到主流行列当中”，CUI公司的Adams补充道。“在电信业在智能化功能上走向数字化时，医药和工业也会向这些供应发展。”
随着数字电源的增长，行业呼吁提出一些标准可以超出早期联盟的形式和密合系数，以包含一些模块可以电兼容的保证。这个可以帮助实现数字电源模块可以提供的功能，如活跃电流共享，电压定序和跟踪，软件启动和停止，还有同步。
