電子工程圈,有一個常被提及的“隱性共識”:電源是產(chǎn)品的瓶頸。
無論是手機、筆記本、電視,還是工控與IoT設(shè)備,用戶并不會直接談?wù)撾娫矗麄兊捏w驗卻與電源性能息息相關(guān)。充電速度夠不夠快?適配器能不能小一點?待機功耗能不能更低?這些問題的背后,最終都落在電源架構(gòu)上。
進入2025年,電源產(chǎn)業(yè)迎來新的臨界點:標準更嚴苛,需求更苛刻,成本更緊張。對于工程師而言,繼續(xù)依賴十多年前的QR flyback已經(jīng)難以為繼。于是,GaN與集成化方案則開始成為新的必然選擇。
MPS在9月發(fā)布的ACDC創(chuàng)新方案,正是在這一背景下推出的。這一次,MPXG2100(NovoOne 系列)與MPG44100,構(gòu)成了面向20W~200W區(qū)間的“雙子星組合”,以高的效率、更小的體積、更低的功耗,來回應(yīng)這場轉(zhuǎn)型。

電源設(shè)計的“三重枷鎖”:法規(guī)、需求與現(xiàn)實的博弈
能源效率標準始終是驅(qū)動電源技術(shù)革新的“指揮棒”。近年來,中國、歐美等主要市場相繼收緊了能效門檻,為行業(yè)劃定了紅線。在中國新國標GB20943-2025中,要求20V/45W的典型檔位,平均效率必須達到91.1%;待機功耗被嚴格限制在50mW以下;輕載效率也被首次納入考核。
如果說政策層面是“推手”,那么消費者的使用習(xí)慣則是市場需求的“拉力”。前幾年,一個65W的快充頭有“煙盒”大小;而今,用戶期望一個140W的筆記本適配器能做到“卡片尺寸”,輕松放入口袋隨身攜帶。
這種對極致便攜性的追求,給工程師帶來了連鎖挑戰(zhàn):要想縮小變壓器等磁性元件的體積,唯一的途徑就是大幅提高開關(guān)頻率;但體積減半而功率翻倍,導(dǎo)致熱量高度集中,熱管理難度呈指數(shù)級上升。
同時,開關(guān)頻率的飆升不可避免地會帶來更強的電磁干擾,需要更復(fù)雜、更精密的濾波電路來抑制。在這一系列高壓要求下,依賴傳統(tǒng)硅基MOSFET的架構(gòu)已“力不從心”,以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)為代表的第三代半導(dǎo)體,已從“可選項”變?yōu)橥黄破款i的必然選擇。
除了外部壓力,電源設(shè)計本身也面臨著一個結(jié)構(gòu)性的矛盾,尤其體現(xiàn)在行業(yè)最核心的功率區(qū)間。在20W以下的低功率段,簡單的反激架構(gòu)憑借其成本優(yōu)勢依然適用;在300W以上的高功率段,LLC等諧振拓撲技術(shù)成熟,地位穩(wěn)固。
然而,在75W至240W之間,恰恰形成了一個“技術(shù)真空地帶”。反激架構(gòu)在功率上探至百瓦以上時,效率和散熱問題便會凸顯;而LLC架構(gòu)雖然高效,但其對寬電壓范圍輸出的適應(yīng)性較差,難以滿足現(xiàn)代消費電子的動態(tài)需求。
而更尷尬的是,手機快充、平板電腦、筆記本、顯示器等主流產(chǎn)品幾乎全部集中在這個“真空地帶”。如何在此區(qū)間內(nèi),找到兼顧效率、體積與成本的最優(yōu)解,是所有廠商都必須直面的核心難題。
技術(shù)理想也要回歸工程的現(xiàn)實問題——成本。電源行業(yè)利潤微薄的現(xiàn)實,決定了任何以犧牲成本為代價的性能提升都難以大規(guī)模落地。傳統(tǒng)如增加光耦、分立的同步整流控制器、輔助繞組或緩沖電路優(yōu)化思路,雖然能在一定程度上提升性能,但也會直接導(dǎo)致BOM膨脹、PCB布板面積緊張、生產(chǎn)良率下降,這一系列負面效應(yīng)最終都會在成本核算環(huán)節(jié)被無情否決。
當(dāng)下,電源工程師正站在關(guān)鍵的十字路口,呼喚著能夠打破這三重枷鎖的、真正具有集成與創(chuàng)新思維的系統(tǒng)級解決方案。