在2024年（第五届）中国电子热点解决方案创新峰会上，一场关于大功率数字电源应用与技术难点的深度探讨吸引了众多业内人士的目光。太原理工大学杨玉岗教授、中兴通讯技术总工熊勇、东兴电子销售总监胡振等数字电源产业链上的高校教授与行业专家齐聚一堂，共同探索数字电源的未来走向与技术瓶颈。
电子峰会大功率数字电源论坛现场图
数字电源之所以成为此次峰会的焦点，不仅因为它代表了电源管理技术的前沿方向，更因为它在当前科技日新月异的环境中扮演着至关重要的角色。
作为利用数字信号对电源进行精准控制的开关电源，数字电源通过数字信号处理器或微控制器，结合先进的计算机算法，将数字信号转化为模拟电压输出，从而实现了对电源参数的精细调控，这一领域如今已成为磁性元件大放异彩的舞台。
近年来，随着5G通信、数据中心、汽车电子等领域的迅猛发展，对电源管理的高效、稳定和智能化要求日益提高。在这一背景下，数字电源凭借其灵活的调控能力、高精度的输出以及智能化的管理，成功应对了这些领域的复杂挑战，并逐渐在市场上占据了一席之地。
特别是在物联网、人工智能等新兴技术的推动，以及国家政策的强力支持下，数字电源的需求如雨后春笋般迅速增长。据市场研究机构预测，数字电源市场将持续保持高速增长态势，数字电源市场规模和影响力将不断扩大。这一趋势不仅展现了技术进步的成果，更预示着电源管理领域即将迎来一场深刻变革。
在这一变革中，磁性元件作为数字电源的核心组件之一，其重要性日益凸显。随着数字电源技术的不断发展，磁性元件在提高效率、降低成本、增强稳定性等方面发挥着越来越关键的作用。因此，磁性元件有望成为推动数字电源技术进一步发展的重要力量。
中兴通讯R2550 G6服务器 图源中兴通讯官网
在电子峰会上，专家们共同探讨了数字电源的四大核心发展趋势，这些趋势正逐步塑造着电源管理的未来格局：
1：集成化成为数字电源发展的显著特征。
随着电子技术的日新月异，数字电源系统的集成度正以前所未有的速度提升。相较于传统电源系统中多个独立模块的拼凑，现代数字电源系统更倾向于将这些模块高度集成至单一芯片或紧凑模块内。
这一转变不仅响应了市场对于小型化、紧凑化设计的迫切需求，更是在空间受限的应用场景中显著增强了产品的市场竞争力。
2：智能化是数字电源发展的另一大趋势。
随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，数字化技术将广泛应用于电源的设计、生产和维护中，通过数据分析和远程监控来提高生产效率并降低维护成本。
先进的控制算法和传感技术将使电源实现智能化的控制，实时监测和调整运行状态，从而提高稳定性和可靠性。
3：高效能是数字电源系统的重要发展方向。
随着能源危机的加剧和环保意识的提高，数字电源系统的高效能需求日益迫切。通过采用先进的数字控制技术和材料，数字电源系统可以实现更高的能效和更低的损耗。
东兴电子销售总监胡振在电子峰会上强调，东兴电子正致力于推动转化效率的进一步提升与能耗的持续降低，以期在提升能源利用效率的同时，减少不必要的能源浪费。
4：高功率密度是当前数字电源解决方案的重要趋势。
高功率密度电源能提供更高的功率密度和更小的体积，为厂家提供设计的灵活性。
中兴通讯技术总工熊勇在会上分享道，中兴通讯的大功率数字电源产品已能实现几千安培的输出，通过基础模块的并联组合，轻松构建出更大容量的电源系统，从而显著提升了系统的功率密度。
太原理工大学教授杨玉岗在电子峰会上分享
2024年，数字电源市场呈现出强劲的增长态势，展现出广阔的发展前景，吸引了众多行业头部企业的积极参与。
以AI服务器电源市场为例，Big-Bit产业研究室的调研数据显示，台达电子、光宝科技、中国长城等代表性企业在国内市场中的份额已接近75%。其中，台达电子一家便占据了近35%的市场份额，显示出其在该领域的强大竞争力。
在5G通信电源领域，市场竞争同样激烈。华为、中兴、中恒电气、动力源、中达电通、核达中远通以及维谛等头部企业凭借其卓越实力，已经占据了运营商集采90%以上的份额，彰显出它们在行业中的领先地位。
这些头部企业的成功不仅为数字电源市场注入了新的活力，更为后续进入数字电源市场的企业提供了宝贵的经验与启示。它们依靠深厚的技术积累、卓越的品牌影响力以及广泛的市场渠道，成功在市场中站稳脚跟，并引领着整个行业的发展方向。
随着数字电源市场的持续壮大，对于后续入局的企业来说，积极学习头部企业的成功经验、不断提升自身的技术实力和市场竞争力显得尤为重要。只有这样，它们才能在激烈的市场竞争中脱颖而出，实现稳健发展。
作为数字电源的核心部件之一，磁性元件在电源系统中发挥着至关重要的作用。随着数字电源技术的不断发展，磁性元件行业也面临着新的机遇和挑战。
新能源汽车电源 图源东兴电子官网
胡振坦言：“电源技术的飞速发展，对我们磁性元件企业提出了更高要求。为了应对这些挑战，我们不断创新。
例如，我们采用多层板PCB设计，显著降低了变压器的高度，同时提高了产品的一致性和整体性能。此外，我们还通过磁集成设计，将两个独立的器件调整为一个器件，借助磁耦合的特点，减小整体磁件的体积和材料用量，提高产品性能，同时降低磁件的成本。”
除了创新设计外，提升磁性元件的电压和电流承受能力，以实现更高的功率密度，是东兴电子的另一大研发重点。
通过采用高性能磁性材料、优化绕组设计以及增强散热能力等措施，产品性能得到了显著提升。同时，东兴电子还引入了磁仿真技术，这一技术的运用大大缩短了研发周期，进一步提高了产品的竞争力。
东兴电子销售总监胡振在电子峰会上分享
面对AI服务器（数字）电源大幅度的电压变化，传统变压器或平面变压器需要设计大量的匝数，这不仅增加了PCB布线的复杂性，还带来了散热不均、损耗增加等一系列问题。
为了解决这一难题，太原理工大学的杨玉岗教授提出了高电压低绕组匝比变压器的设计理念。该理念旨在通过优化绕组结构和材料应用，实现在减少匝数的同时保持或提升变换效率，从而解决传统变压器在AI服务器（数字）电源应用中的不足。
第三代半导体材料如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）以其更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力以及更大的电子饱和漂移速率等特性，在高温、高频、抗辐射及大功率电子器件方面具有显著优势。
熊总工表示：“目前，中兴通讯已有部分通信电源采用了第三代半导体材料，从技术层面提升了功率密度。具体而言，我们需要在单柜上提高功率密度，比如以前一个柜子可能只能装10到20个整流器，现在则需要装三四十个。同时，对于多柜并联的情况，我们需要做好同步控制以确保电压、电流输出的同步性。”
第三代半导体材料的引入不仅提高了数字电源的功率密度和能效水平，还为数字电源的创新发展提供了新的机遇。未来，随着第三代半导体材料技术的不断成熟和成本的降低，其在数字电源市场领域的应用将更加广泛。
展望未来，杨玉岗教授认为在数字电源领域，电感变压器未来的发展趋势是追求体积最小、成本最低或损耗最低等综合最优指标。这要求企业综合考虑线圈、绝缘材料、结构工艺等多方面因素进行优化设计。
熊总工则指出大功率数字电源市场未来发展将相对稳定。并强调了能量密度提升、高能效和高功率密度、安全性以及高压直流供电方式等发展趋势。
据Big-Bit产业研究室预计，2025年国内5G基站电源的出货量将达到843万个，市场规模将达到264.7亿元。而5G通信电源仅仅是数字电源领域中的一个细分市场，整个数字电源市场的规模更大更广，潜力无限。
随着技术的不断进步和市场的竞争加剧，数字电源行业既面临着新的挑战也迎来了新的机遇。企业唯有不断创新、提升技术实力和市场竞争力，才能在激烈的数字电源市场竞争中立于不败之地。 |
