文章

特約 Blog：標準化的電源為國防工業帶來的優勢

隨著 2023 年的推進，我們注意到航空航太及國防電子產業追求科技標準化的趨勢愈演愈烈，尤其是在供電網路領域。固有的可重複使用能力、跨多個平臺的擴充能力，以及縮短開發週期、加快收益時間的顯著優勢，促使美國國防部（DoD）及主要國防承包商推動標準化、模組化電源系統的採用。

作者：Matt Renola，全球航空航太與國防銷售資深總監； John Sturm，全球航空航太與國防副總裁

行業從高度定制設計向標準現成解決方案轉變，似乎是一個確定無疑的趨勢，但在 MOSA（模組化開放系統方法）和 SOSA（感測器開放系統架構）等硬體標準出臺之前，電源是一個經常被忽略的環節。

一種司空見慣的情况是，只有在確定系統規格、完成邏輯與存儲子系統的設計後，人們才會問：“怎麼為它供電？”到這時，可選的方案通常非常有限。工程師需要設計各種形狀的電源——有的像半圓形或五角形，有的則為手風琴形，以適應靈活的 PC 板佈局。最後，設計人員拿著設計好的機械外形圖和空間尺寸找到工程師並問道：“你能把電源塞進去嗎？”

幾十年來，這一直是業內約定俗成的做法，電源一直是定制的，費用很高，而且必須進行可靠的冷卻。這是另一個關鍵的設計要素，往往也是事後才考慮的。這就像有人先造了一輛車，然後才考慮如何為它供電。

Vicor 公司多年來一直為國防應用提供電源，認識到電源系統的設計通常是到最後階段才進行的，有時甚至是事後才加裝的。這種做法的弊端很多。實際上，在瞭解了電源模組的設計優勢後，如果儘早認真考慮供電網路，可以帶來明顯的戰畧優勢。

隨著行業越來越多地遵從 MOSA 和 SOSA 標準，我們預計這種習慣將會改變。這是一個積極的發展趨勢，因為我們堅信，電源應當成為所有設計中的優先考慮事項。這不僅可以確保設計更加清晰、經濟而高效，還能防止電源設計過時的問題，因為在這個行業，硬體的生命週期通常長達 20 至 30 年。此外，在設計過程中儘早確定供電方案，還有助於加快重新認證過程，簡化物流與庫存管理。

現在，向標準化、模組化電源系統轉變的機會已經來臨，這在很大程度上應歸功於來自美國政府的自上而下的壓力。這種演變將如何進行？我們看到，無論是對於飛機還是先進的雷達陣列，定制的主機殼和背板都正在逐步讓位於標準化設計，因為這種標準化設計使所有應用都可以採用一致的外形設計。

在這種情況下，工程師會插入單板電腦和其他儀錶設備，而可預測、可插拔的電源則成了不可或缺的組成部分，而且可提供指定的電壓軌和輸出功率。高效的電源模組不僅可以支持多種不同的 V_IN/V_OUT（輸入/輸出電壓），還能提供更大的靈活性，幫助快速應對設計變更。

功率密度的提高將在相同的空間內為將來的設計提供更大的功率，並通過重複使用技術實現可擴充性。Vicor 深信，只有在設計工程師瞭解並承認標準化、模組化電源組件可帶來的優勢後，這一長期趨勢才有望繼續。這是一種更具戰略性的電源方案，不僅能加快設計行程，提升整體系統效能，還能有效避免技術過時。

本文最初由 Military Embedded Systems 發表。

John Sturm 於 1997 年加入 Vicor。他在電力設計工程、工程管理、業務開發、銷售和銷售管理方面擁有超過 33 年的經驗。在他現時的職位上，他專注於領導公司在航空航太和國防市場的業務，同時與該行業的主要承包商發展關鍵的夥伴關係。在加入 Vicor 之前，他曾在美國 TDK 公司和 Grayhill 公司任職。John 擁有伊利諾伊理工大學的電子工程學士學位，以及森林湖管理研究生院的工商管理碩士學位。

Matt Renola 現任 Vicor 公司航空航太、國防和衛星業務部的全球業務發展高級總監。Matt 加入 Vicor 已有 15 年，一直負責管理公司銷售團隊和 Vicor 公司主要垂直市場上的全球帳戶。他擁有超過 30 年的技術銷售和市場行銷經驗，並曾任職於多家知名 OEM 公司，包括 Artesyn Technologies、Emerson Network Power 和 Vishay Intertechnology。他擁有波士頓學院的本科學位和賓夕法尼亞大學的 MSE學位。