KOMPONENTY ELEKTRONICZNE - tworzą największą wartość technologiczną produktów

Dystrybutorzy podzespołów elektronicznych - kluczowy komponent łańcucha dostaw

Podzespoły elektroniczne są głównym źródłem innowacji w technice i bazą konstrukcyjną dla nowych produktów, co sprawia, że w praktyce wokół nich kręci się cały biznes. Jest to obszar konkurencyjny, niełatwy, ale cały czas atrakcyjny dla biznesu.

Branża ta w warunkach polskich łączy kilkadziesiąt firm o różnej wielkości, krajowych i zagranicznych, z których wiele może się pochwalić minimum kilkunastoletnią historią. Mimo globalnych uwarunkowań gospodarczych i dużej konkurencji rynek dystrybucji daje wiele szans i możliwości.

Sprzedaż na europejskim rynku podzespołów elektronicznych pobiła niedawno rekord wszech czasów. Fakt ten byłby w pełni pozytywną wiadomością, gdyby nie to, że pojawiły się kolejki na wiele podzespołów dyskretnych i pasywnych (alokacje dostaw).

Zwiększony popyt zderzył się z niskimi stanami magazynowymi pozostałymi po kryzysowych czasach, a dodatkowo wielu producentów przyzwyczaiło się do tego, że nie muszą planować i kupować komponentów z dużym zapasem, bo sprawna logistyka dystrybutorów jest w stanie zapewnić im dostawę na drugi dzień. Producenci podzespołów potrzebują czasu, aby obsłużyć teraz zamówienia, terminy dostaw przekraczają pół roku i to na tytułowym rynku wcale nie jest jakieś ekstremum.

Alokacja to codzienność w dystrybucji, niemniej zawsze powoduje jakieś kłopoty. Dystrybutorzy nie są w stanie obsłużyć wszystkich potrzeb klientów, więc tracą finansowo. Również nabywcy, w obawie o płynność finansową, często opóźniają odbiór zakontraktowanych i gotowych do odbioru komponentów, gdyż ze względu na braki niektórych podzespołów nie są w stanie ukończyć produkcji i sprzedać gotowego produktu.

Alokacja wywołuje też problem z podróbkami, bo zdesperowani klienci, walcząc o niezbędne do utrzymania produkcji podzespoły, zmagają się z rosnącymi cenami na skutek braku podaży i szukają też elementów w przypadkowych źródłach dostaw, w tym u sprzedawców azjatyckich. Takie przypadkowe zakupy mogą skończyć się problemami jakościowymi i tym samym alokacja w tym kontekście jest zjawiskiem negatywnym.

CORAZ MNIEJ NIEZALEŻNOŚCI

Nietrudno zauważyć, że dzisiaj dystrybucja opiera się na bliskiej współpracy z producentami komponentów i czasy niezależności zaliczają się do przeszłości. Niezależny model biznesu powoli zanika i dzisiaj jest już cechą małych lokalnych dostawców. Jest to powolny proces, ale widać, że relacje coraz częściej definiowane są formalnie i co chwila ktoś zostaje przedstawicielem.

Autoryzacja producenta plus szeroka oferta to także jedna z metod poprawy rentowności biznesu dystrybucyjnego. Na elementach popularnych zarabiają w zasadzie tylko największe firmy, takie, które obsługują dużych odbiorców, gdyż wówczas spore zamówienia przy minimalnych marżach są w stanie zapewnić im odpowiednie przychody.

Co w dystrybucji jest najbardziej efektywne?

 

Skuteczność działań w dystrybucji komponentów od lat w największym stopniu determinują kontakty osobiste, chociaż jak widać znaczenie kontaktu przez telefon i Internet jest niewiele mniejsze. Prawdopodobnie ważne jest to, aby znać klientów osobiście, bo potem można komunikować się z nimi zdalnie. Znaczenie możliwości samoobsługi za pomocą narzędzi logistycznych sklepu internetowego wskazane przez 45% pytanych też wypadło dość mocno, co pokazuje, że wielu kupujących wie, czego potrzebuje i nie wymagają oni żadnego wsparcia ze strony pracowników sprzedaży. Słabe znaczenie oddziałów regionalnych lub poddystrybutorów to efekt tego, że ich zadaniem jest często poprawa komunikacji z klientami w zakresie kontaktu osobistego, a to już na wykresie jest ujęte w innej kategorii. Z kolei znaczenie sklepu firmowego jest ograniczane przez handel internetowy i sprawną logistykę firm kurierskich i w praktyce takie placówki mają sens, gdy są zlokalizowane w dużych miastach w miejscach, gdzie jest dobra komunikacja.

Mniejsi dystrybutorzy, aby osiągnąć ten sam efekt, muszą poszerzać bazę produktów lub specjalizować się po stronie takich wyrobów, które są unikalne pod kątem funkcjonalności, wymagają dużego wparcia inżynierskiego lub są wykorzystywane przez na tyle małą grupę odbiorców, że dla największych firm stają się one mało atrakcyjne. Takie cechy nie są przypisane do dystrybucji niezależnej i niestety odchodzi ona powoli w przeszłość. Na tyle powoli, że niezależność zmieniła się w model mieszany.

STARTUPY, IOT, ZESTAWY, CZYLI CZYM ŻYJE BRANŻA

Dystrybutorzy podzespołów elektronicznych pełnią funkcję usługową w stosunku do branży elektroniki i tym samym starają się wspierać wszystkie ważne trendy rozwojowe. Dzisiaj są to aplikacje IoT, rozwiązania tworzone przez startupy, popularne komputery jednopłytkowe oraz ogólnie cały już dzisiaj duży i dynamicznie rosnący obszar narzędzi, zestawów projektowych, płytek startowych ewaluacyjnych i podobnych klocków, które pomagają zacząć pracę.

Co najbardziej sprzyja sprzedaży podzespołów?

 

Zdaniem pytanych specjalistów największą pomocą w sprzedaży komponentów są dobre wsparcie techniczne i obsługa klienta, szybka dostawa oraz kompleksowa oferta, a więc innymi słowy szeroki asortyment produktów. Jak widać z wykresu te kryteria wyraźnie wybijają się ponad całą resztę i są mniej więcej jednakowo ważne. Kompleksowa oferta wygrała też w tym zestawieniu z wąską specjalizacją dostawcy – innymi słowy, lepiej jest, gdy dystrybutor ma w sprzedaży jak najwięcej produktów, ale jednocześnie niech taki dostawca zapewni kompetentne wsparcie techniczne. Nietrudno dostrzec, że jest w tym sprzeczność i nie da się mieć wszystkiego w sprzedaży i znać wszystkich produktów na wylot. Niemniej można potraktować to oczekiwanie jako stan, do którego należy nieustannie dążyć.

Popularnym kierunkiem rozwoju w ostatnich latach były standardowe komponenty automatyki, takie jak sterowniki, sprzęt sieciowy i komunikacyjny, napędy silników, komputery, regulatory, czujniki, wyłączniki i podobne. Produkty te stały się cennym uzupełnieniem ofert wielu dystrybutorów. Firmy elektroniczne często wprowadzały też na rynek tańsze marki wytwarzane przez firmy tajwańskie, poszerzając rynek.

Widać również, że promocja nowych chipów coraz bardziej opiera się na tym, aby dać je konstruktorom w postaci płytki ewaluacyjnej, a nie próbek, bo nowe obudowy o małych rastrach i w wersjach bezkońcówkowych nie ułatwiają prototypowania. Takich płytek, czasem nawet bardzo prostych, jest na rynku bardzo dużo.

WARTOŚĆ DODANA DO SPRZEDAŻY

Obecnie obszarem największych zmagań na rynku dystrybucji jest wsparcie techniczne. Jego znaczenie wynika z tego, że na rynku funkcjonuje bardzo dużo produktów i wiele z nich jest do siebie podobnych lub równoważnych, przez co wybór rozwiązania staje się niełatwy i wymaga dużo wysiłku polegającego na konieczności przekopania się przez karty katalogowe i noty aplikacyjne.

Najważniejsze dla klientów cechy oferty handlowej brane pod uwagę

 

Główne kryteria selekcji ofert nie są zaskakujące, bo trzy górne pozycje zajęły cena, termin i logistyka dostawy oraz jakość podzespołów, czyli innymi słowy uniwersalna trójka selekcji produktu w całej dzisiejszej technice. Nie jest też zaskakujące, że cena znajduje się na samej górze, bo w kosztach produkcji urządzenia elementy zajmują duży procent kosztów i wiele firm szuka tutaj oszczędności. Za ważne uznano też kompetencje techniczne dystrybutora oraz korzyści, które się odnosi z długotrwałej współpracy. Dół zestawienia okupują certyfikaty i gwarancje, co nie znaczy, że nie są one ważne, ale zapewne dlatego, że ci którzy zapewniają wysoką jakość komponentów nie mają problemów z jej udokumentowaniem.

Codziennym kłopotem współczesnego inżyniera-projektanta jest też brak czasu. Liczba problemów technicznych i wymagań, które trzeba uwzględnić podczas tworzenia produktów, stale się zwiększa, co powoduje, że coraz mniej jest on zainteresowany samodzielnym przekopywaniem się przez setki stron z dokumentacją.

 

Dystrybutorzy podzespołów elektronicznych - przegląd firm

W warunkach krajowych wiele innowacyjnych firm elektronicznych to przedsiębiorstwa niewielkie. Tworzą je zapracowani ludzie, którzy w naturalny sposób oczekują, że dostawca nie tylko im sprzeda, ale także doradzi, co w ich przypadku byłoby najlepsze. A skoro taką pomoc konstruktorzy dostają od wielu dostawców, to z czasem sięgają po więcej, czyli projekt.

Z samodzielnym wyborem rośnie też ryzyko nietrafienia w rozwiązanie optymalne. Ponieważ często o powodzeniu decydują drobne szczegóły, niestety prawdopodobieństwo ich przeoczenia jest spore. Dlatego potrzeba konsultacji koncepcji i założeń z inżynierem wsparcia technicznego jest cenna i potrzebna.

Dla wielu komponentów wybór projektanta nie jest definiowany wyłącznie przez hardware, bo konieczne jest oprogramowanie, a często wybrać trzeba nie tyle komponent co całe środowisko, łącznie z oprogramowaniem narzędziowym, zestawami ewaluacyjnymi, a nawet wziąć pod uwagę dostępność próbek.

W ten sposób wsparcie techniczne jako wartość dodana do handlu urasta do ważnego czynnika różnicującego poszczególne firmy i pozwalającego mniejszym firmom o specjalistycznym profilu funkcjonować przy silnej konkurencji. Bardzo szerokie portfolio produktów, charakterystyczne dla rynkowych gigantów, tworzy też naturalne ujemne sprzężenie zwrotne, gdyż oni też nie są w stanie poznać w szczegółach tego, co oferują.

Do tego dochodzi to, że nie zawsze wybór optymalny od strony technicznej, a więc wybrany po przewertowaniu katalogów, jest najlepszy do danej aplikacji, gdyż pewne produkty są popularne, szeroko dostępne i magazynowane, na inne trzeba czekać.

To samo dotyczy cen, bowiem te popularne elementy, a zwłaszcza produkowane przez wielu producentów, są tańsze. Dlatego wsparcie techniczne nie polega tylko na przekazaniu informacji technicznej, bo do tego służy właśnie Internet, ale pokazaniu konstruktorom, które produkty są warte zainteresowania w danych aplikacjach.

Trzeba też zauważyć, że oczekiwania klientów w stosunku do dystrybutorów stale się zwiększają. Dobór najlepszego produktu to jedno, ale w praktyce trzeba dawać z siebie jeszcze więcej: próbki, narzędzia i płytki startowe to z pewnością kolejne i oczywiste rzeczy składające się na wsparcie, ale pomoc sięga też oprogramowania, dobrych praktyk projektowych, a nawet pomocy w projektowaniu.

Najważniejsze czynniki o charakterze negatywnym dla rynku dystrybucji

 

Listę najważniejszych czynników o charakterze negatywnym dla rynku otwierają długie czasy dostaw, które są aktualnie najbardziej palącym problemem i mało pocieszające jest to, że są one charakterystyczne dla szybko rozwijającego się rynku i okresu dobrej koniunktury. Konieczność oczekiwania na dostawę wymusza groźbę zatrzymania produkcji, bo przez ostatnie kilka lat firmy przyzwyczaiły się do tego, że mogą kupować komponenty bez planowania, najlepiej z dnia na dzień i często nie zabezpieczały sobie dostaw. Po drugie wywołują one wzrost cen, poszukiwanie innych niż spenetrowane źródeł, w tym tych z Azji lub od konkurentów z kraju. Kłopoty z zaopatrzeniem otwierają też puszkę Pandory z podróbkami, wymuszają próby kupowania bezpośrednio od producentów i tym samym omijanie łańcucha zaopatrzenia przez dystrybucję. Za najmniej istotne uznano wpływ na rynek fali przejęć, która od trzech lat przechodzi przez branżę półprzewodnikową.

Po części wynika to ze wspomnianych wcześniej problemów z czasem i chęcią ograniczenia ryzyka, ale także z niewiedzą. Elektronika wdziera się na coraz to nowe obszary rynku techniki i przed koniecznością elektronizacji stają także producenci, dla których projektowanie i elektronika nie jest rdzeniem biznesu. Takie osoby zwykle potrzebują więcej pomocy.

BYĆ JAK NAJBLIŻEJ I NAJWCZEŚNIEJ

Ważnym aspektem w dystrybucji komponentów jest bycie blisko klienta od samego początku prac nad nowym urządzeniem. Wynika to w największej mierze z tego, że na rynku jest wiele komponentów, które można uznać za równoważne od strony technicznej. Innymi słowy, konkurent z innej firmy może zaproponować klientowi rozwiązanie analogiczne, równie dobre i lepiej przedstawić swoje rozwiązanie przed nim.

Fala przejęć i akwizycji, jaka przez ostatnie trzy lata przetoczyła się przez branże półprzewodnikową, doprowadziła do sytuacji, że wielu producentów chipów dysponuje w miarę kompleksowymi rozwiązaniami układowymi, które obejmują na przykład mikrokontroler, przetwornik, pamięć, wzmacniacze, zasilanie, komunikację, a w dalszym kroku narzędzia i oprogramowanie itd.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rynku

 

Za najbardziej istotny czynnik sprzyjający wzrostowi rynku dystrybucji podzespołów uznano szybki rozwój elektroniki i dużą liczbę pojawiających się innowacji. Kryterium to zdecydowanie wybija się na wykresie i sporo wyprzedza drugi w kolejności czynnik jakim jest dobra sytuacja w gospodarce krajowej. Potencjał nowych firm w tym startupów oceniono jako mało znaczący, podobnie jak i wsparcie sprzedaży ze strony licznych zestawów konstruktorskich i płytek, które ułatwiają prace wdrożeniowe. Zestawienie można podsumować w taki sposób, że rynek dystrybucji rozwija się razem z krajową branżą elektroniki i gospodarką, a kierunek rozwoju wyznaczają większe przedsiębiorstwa, które często obecnie rozwijają działalność na rynkach zagranicznych.

Tym samym wybór konstruktora nie dotyczy jednego elementu, ale całego środowiska. Dlatego przedstawienie takiej kompleksowej propozycji staje się kluczowe, bo można objąć nią większą część BOM projektu.

SZKOLENIA, CZYLI WSPARCIE

W ostatnich trzech latach widać rosnące zainteresowanie szkoleniami w branży dystrybucji. Mamy więcej takich wydarzeń i są one nierzadko organizowane w formie wyjazdowej, a więc nie tylko w siedzibie dystrybutora. Powodów jest kilka, ale wspólnym mianownikiem działań obu stron jest efektywność komunikacji.

Dla konstruktorów spotkanie, na które nie trzeba daleko jechać, to oszczędność czasu, dla dostawców możliwość spotkania się z wieloma osobami naraz. Poza tym działania takie wspierają producenci, fundując dla uczestników narzędzia (płytki) oraz przysyłając specjalistów.

Prezentacje przykładowych firm powiązanych z tematyką tej analizy znajdują się na stronie:

Zasilacze impulsowe - niezbędne dla całej współczesnej techniki

Do każdego urządzenia elektronicznego potrzebna jest energia, stąd zapotrzebowanie na zasilacze można wskazać w praktycznie każdej dziedzinie techniki. Od zasilaczy żąda się coraz więcej, a lepsze parametry, takie jak sprawność, miniaturowe wymiary lub zdolność do chwilowego przeciążania, muszą iść w parze z niską ceną.

Każda kolejna generacja zasilaczy wchodzących na rynek ma coraz większą sprawność i najbardziej widać to w zasilaczach dużej mocy, gdzie sięga ona 95-96%. Wysoka sprawność to oszczędność energii zasilającej, a więc mniejsze rachunki, a w zasilaczach buforowych dłuższy czas pracy z danej pojemności akumulatora.

Wysokosprawny zasilacz niewiele się grzeje, a więc może też pracować w szerszym zakresie temperatur, a cała konstrukcja może być bardziej zminiaturyzowana, bo nie ma potrzeby rozpraszania tak dużej ilości ciepła. Można w nich zastosować chłodzenie pasywne, nawet gdy moc wyjściowa jest duża i poprawić niezawodność działania.

Najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie zasilaczy

 

Wiele mówi się o jakości, parametrach, rozwiązaniach technicznych w zasilaczach, zwraca się uwagę na świadomość techniczną kupujących i zapewnienie jakości, a jak przyjdzie do oceny tego, co się liczy przy wyborze dostawcy, to praktycznie wszyscy ankietowani zgodnie odpowiadają, że jest to cena, a jakość już jest znacznie słabiej zarysowana. Wprawdzie znaczenie parametrów technicznych wypadło niewiele słabiej, ale nie zmienia to ogólnej wymowy tego zestawienia koncentrującej się na kosztach. Za relatywnie ważne czynniki uznano krótki termin dostawy, bo klienci chcą kupować jednostki dostępne w krajowych magazynach oraz posiadanie certyfikatów, aby nie było problemu z EMC i bezpieczeństwem. Długość gwarancji uznano za mało istotną zapewne dlatego, że wielu dostawców oferuje 3 a nawet 5 lat gwarancji. Podobnie dostępność wersji na zamówienie nie odgrywa już wielkiej roli w omawianym biznesie, bo wyrobów katalogowych jest na tyle dużo, że zawsze się da coś dopasować z typowych produktów.

Dlatego wysoka sprawność w warunkach przemysłowych to synonim niezawodności. Wysoka sprawność zawsze była pożądaną cechą zasilaczy impulsowych, ale obecnie coraz większą wagę przykłada się do tego, aby była ona wysoka zawsze, czyli także przy małym obciążeniu i w pełnym zakresie napięć zasilania, a nie tylko w jednym wybranym i najlepszym punkcie charakterystyki.

W zakresie zasilaczy mniejszej mocy nowe zasilacze mają bardzo małą moc standby, a więc pobieraną bez obciążenia. Jest to parametr szczególnie ważny w jednostkach, które są podłączone do sieci przez cały czas i nie mają wyłącznika. Jest ona już mierzona w miliwatach, a nowe sterowniki scalone co chwila biją rekordy oszczędności.

Branże o największym potencjale zakupowym

 

Największy potencjał zakupowy dla zasilaczy tworzy w Polsce obszar przemysłowy, gdyż w takich zastosowaniach wszystkie ważne cechy techniczne i pozytywne aspekty biznesowe mają największe znaczenie. Klienci przemysłowi są zainteresowani produktami o wysokiej jakości i funkcjonalności, a ich świadomość techniczna jest na tyle duża, że unikają rozwiązań, które nie kojarzą im się z brakiem problemów w długiej perspektywie. Dla producentów i dystrybutorów zasilaczy są oni tym samym modelowym klientem, o którego się zabiega. Przemysł jest jednocześnie na tyle dużym obszarem techniki, że zawsze można liczyć na sprzedaż. Poza tym najważniejszym obszarem klienci kupujący zasilacze to producenci OEM, którzy potrzebują ich do wytwarzanych urządzeń, a także firmy telekomunikacyjne różnego typu, dla których pewne zasilanie coraz bardziej złożonej infrastruktury komunikacyjnej jest istotne z powodu konieczności zapewnienia wysokiej dostępności usług.

Coraz więcej zasilaczy ma korektor współczynnika mocy (PFC). Jest on wymagany normą EN61000-3-2 w przypadku wersji o dużej mocy, dla tych o mniejszej ma charakter opcjonalny lub zależy od typu aplikacji. W normie wymienia się cztery klasy zastosowań: A i B o małych obostrzeniach, C i D o większych, i definiuje graniczne poziomy mocy, powyżej których wymagany jest układ korekcji. Ale producenci wyprzedzają te regulacje i instalują korektory PFC, nawet jak nie jest to wymagane.

SZEROKI I PRZEKROJOWY RYNEK

Szeroki i przekrojowy rynek zasilania obejmujący całą technikę, duża liczba producentów oraz bardzo obszerny funkcjonujący asortyment tego typu produktów powodują, że sprzedażą zasilaczy w kraju zajmuje się wiele firm. Dla części z nich są to produkty istotne, dla innych tylko dodatek, a są też takie, które do zasilania podchodzą wyłącznie przez pryzmat handlu.

Główne zjawiska techniczne w zasilaczach

 

Zestawienie najważniejszych parametrów i funkcji zasilaczy poszukiwanych przez klientów otwiera wysoka sprawność, która zdecydowanie wybija się ponad resztę kryteriów pokazanych na wykresie. Wysokosprawne zasilacze to z reguły nowoczesne konstrukcje o dobrych parametrach użytkowych, dostarczające dużą moc bez konieczności dodatkowego chłodzenia, a więc też o dużej niezawodności. Wysoka sprawność, przekraczająca 90%, jest też synonimem zaawansowania technicznego zasilacza, stąd dla wielu osób jest to kluczowy parametr techniczny. Kolejna pozycja, a więc miniaturyzacja, też wiąże się ze sprawnością, bo jedno z drugim jest silnie powiązane. Możliwość chwilowego przeciążania to cecha pożądana przez klientów z obszaru przemysłu, gdyż ułatwia ona zasilanie maszyn z silnikami, które pobierają dużą moc podczas rozruchu. Na samym dole wykresu znalazło się sterowanie cyfrowe, a więc konstrukcja bazująca na mikrokontrolerze lub DSP zamiast na analogowym kontrolerze. Na razie na konserwatywnym z natury rynku zasilania jest to nowość, ale w miarę jak oferta specjalizowanych sterowników będzie się poszerzać, a także gdy upowszechnią się biblioteki gotowego oprogramowania, rola zasilaczy cyfrowych będzie się zwiększać.

Na rynku zasilaczy panuje duża konkurencja, która wielu dostawców wymusza konkurowanie ceną. Biorąc pod uwagę, że kupujący zasilacze z uwagi na wspomnianą szerokość rynku często nie mają wystarczającej wiedzy i doświadczenia, aby umieć ocenić produkt, nietrudno o nadużycia. Nie każdy zna się na zasilaczach, a im aplikacja lub wytwarzane urządzenie bardziej odbiega od elektroniki, tym tej wiedzy jest w naturalny sposób mniej.

Tacy klienci z reguły nie chcą płacić więcej za produkty renomowane i o gwarantowanej jakości, kupują jednostki najtańsze i nawet jak później urządzenie nie działa prawidłowo, nie są w stanie powiązać anomalii z kiepskim zasilaniem.

Część z nich uczy się na błędach i takie ryzyko jest dla nich nauczką na przyszłość, niemniej, ponieważ temat psucia rynku przez tanie zasilacze azjatyckie od lat jest dyżurnym pulsem branży, zapewne takie wpadki nie są powodem do chwały i firmy skrzętnie je ukrywają.

WZMOCNIONA IZOLACJA, ZDOLNOŚĆ DO PRZECIĄŻANIA

Wiele z zasilaczy przemysłowych pozwala na chwilowe przeciążanie o kilkanaście-kilkadziesiąt procent, co jest użyteczne przy sterowaniu maszynami wyposażonymi w silniki indukcyjne lub innymi odbiornikami, np. z dużą składową pojemnościową na wejściu. Pozwala to uniknąć przewymiarowana konstrukcji i kupowania zasilacza ze sporym zapasem mocy.

Najważniejsze czynniki o charakterze negatywnym dla rynku

 

Najbardziej palącym problemem rynku zasilaczy w Polsce są tanie jednostki produkcji dalekowschodniej, które mają kiepskie parametry, są awaryjne, ale za to tanie. Psują one rynek, bo zabierają przestrzeń zasilaczom markowym, utrwalają stereotypy i negatywne opinie o zasilaniu impulsowym i sprowadzają relacje z klientami do poziomu ceny. Silna konkurencja na rynku wymieniona na drugiej pozycji jest pochodną tych zjawisk oraz tego, że rynek zasilania jest bardzo szeroki, produkty w dużej mierze są standardowe, przez co kupujący może wybierać zasilacz z wielu źródeł. Nieco mniejsze znaczenie przypisano niewielkiej świadomości klientów co do rozwiązań stosowanych w zasilaczach i tego, jakie one mają powiązanie z funkcjami użytkowymi i jakością. Co trzeci specjalista zaznaczył też w ankiecie to, że czasy dostaw zasilaczy się wydłużają, co zapewne jest powiązane z szybko rozwijającą się gospodarką w Europie.

Wiele aplikacji potrzebuje jej przez krótki czas, a przykładem mogą być zawory, rygle oraz siłowniki i w takiej sytuacji niewielka jednostka zasilająca z możliwością przeciążania jest w rozrachunku znacznie tańsza. Przeciążanie najczęściej bazuje na wbudowanych superkondensatorach.

Zasilacze impulsowe dostarczają energii dla coraz bardziej wrażliwych układów i systemów, np. urządzeń medycznych, pomiarowych, do rozproszonych instalacji zasilanych z różnych sieci. W takich obszarach ważna jest wzmocniona izolacja, gwarantująca mały prąd upływu i potencjał resztkowy na masie. Takich zasilaczy jest na rynku coraz więcej.

ZASILACZE SPECJALIZOWANE

Zasilacz to produkt uniwersalny, ale rynku coraz częściej producenci tworzą coraz liczniej tworzą wersje specjalizowane ukierunkowane na specyficzne zastosowania. Uwalniają projektantów od konieczności dodawania dodatkowych układów pomocniczych, płytek realizujących specyfikę aplikacyjną, które zostają zaszyte wewnątrz obudowy.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rynku zasilaczy

 

Czynniki pozytywnie stymulujące rynek zasilania w Polsce to presja na jakość i wzrost zaawansowania technicznego urządzeń elektronicznych. Kiepskiej jakości zasilacz jest w stanie przekreślić wszystkie pozostałe korzyści techniczne i cenowe z instalacji, nowego urządzenia lub systemu, a także wymusić kosztowne akcje serwisowe. Coraz więcej osób jest tego świadomych lub jest zmuszonych przez wymagania klientów do wybierania jednostek zasilających, które nie będą sprawiały problemów. Drugie miejsce odzwierciedla to, że rynek zasilania szybko się zmienia, co chwila powstają nowe konstrukcje o wysokiej funkcjonalności, dzięki czemu wybór dobrze dopasowanego do wymagań aplikacyjnych zasilacza staje się coraz prostszy. Istotne jest też to, że zasilanie jest zawsze potrzebne, dlatego rosnący rynek bezpośrednio przekłada się na większe zapotrzebowanie na zasilacze, a także to, że asortyment jednostek katalogowych będących w sprzedaży cały czas się poszerza. Coraz więcej zasilaczy można po prostu kupić „z półki”, dzięki czemu zapewnienie zasilania przestaje być problemem.

Takie specjalizowane wersje spełniają wymagania branżowe od strony elektrycznej i mechanicznej. Często specjalizacja polega na wbudowaniu modułu komunikacji, sygnalizacji i monitoringu stanu.

Przykładem może być zasilacz buforowy wyposażony w akumulator, który pełni funkcję awaryjnego źródła energii dla systemu alarmowego, radiokomunikacyjnej łączności kryzysowej itp. Ogólnie zasilanie specjalizowane to domena aplikacji przemysłowych, systemów automatyki i systemów zasilania gwarantowanego w urządzeniach przeciwpożarowych.

Zasilacz specjalizowany to także rozwiązanie dopasowane do potrzeb oświetlenia LED. Zawiera on nie tylko układ stabilizacji prądu lub mocy zasilającej diody, ale także dodatkowe układy sterujące (np. jasnością, komunikację DALI) i zabezpieczenia. W przypadku zasilaczy do LED stosowane są też często inne obudowy i złącza, takie, które są dopasowane do specyfiki montażu w oprawie oświetleniowej lub puszkach elektroinstalacyjnych. Obudowy takie są najczęściej hermetyczne.

ZASILACZE CYFROWE

 

Dostawcy zasilaczy dla elektroniki - przegląd ofert

Cyfryzacja zasilaczy jest zjawiskiem, który aktualnie można obserwować na rynku jako proces zmieniający branżę od strony technologicznej, niemniej tempo zmian nie jest szybkie. Rynek zasilania jest dość konserwatywny, a nowości przyjmują się na nim powoli.

Z uwagi na duże znaczenie ceny w sprzedaży zasilaczy większość produktów bazuje na dojrzałych technologiach, takich, gdzie komponenty nie mają w cenach zawartej premii dla producenta za nowość, zwłaszcza w zakresie rozwiązań powszechnego użytku i jednostek małej i średniej mocy.

Ponadto technologie cyfrowe w największym stopniu pojawiają się w zasilaczach przeznaczonych do zastosowań profesjonalnych, np. wojskowych, medycznych, informatycznych, a więc tam, gdzie wyższa cena zasilacza nie jest problemem i gdzie liczą się przede wszystkim wysokie parametry użytkowe.

W obszarze przemysłu, elektroniki konsumenckiej oraz aplikacji półprofesjonalnych pełna cyfryzacja zasilaczy to cały czas przyszłość, niemniej patrząc na tempo zmian w przemyśle elektronicznym, nie wydaje się, aby była ona tak bardzo odległa.

ZASILACZE DLA SYSTEMÓW POMIAROWYCH, BADAŃ I MIERNICTWA

Zasilacze to też jednostki laboratoryjne wykorzystywane przy pomiarach do zasilania sprzętu i zadawania sygnałów wymuszeń. Są wykorzystywane także w sferze produkcji, podczas testowania jakości i badań automatycznych, gdzie pełnią funkcję podobną do generatorów arbitralnych dużej mocy, generatorów zaburzeń w sieci zasilania oraz części testerów odpowiedzialnej za badania wytwarzanych urządzeń pod kątem współpracy ze źródłem zasilania.

Zasilacze takie pozwalają na swobodne programowanie parametrów wyjściowego przebiegu "w locie" i tym samym są wygodnym elementem systemów pomiarowych i testerów ATE. Jednostki te różnią się głównie tym, że pozwalają na regulację napięć i prądów wyjściowych w szerokim zakresie (np. czterech ćwiartkach), mają bardzo dobre parametry stabilizacji i czystości napięcia wyjściowego, zawierają często kilka niezależnych kanałów wyjściowych i mogą być sterowane z komputera, pełniąc funkcję elementu systemu pomiarowego.

Prezentacje przykładowych firm powiązanych z tematyką tej analizy znajdują się na stronie:

Złącza silnoprądowe - rozwój dyktują wysokie wymagania jakościowe

Z uwagi na dużą przenoszoną moc złącza silnoprądowe to jedna z najważniejszych grup asortymentowych wśród komponentów elektromechanicznych. W miarę jak skala produkcji przemysłowej w Polsce rośnie, sprzętu i urządzeń technicznych potrzeba coraz więcej, przez co zwiększa się też zapotrzebowanie na elementy połączeniowe.

Poza przemysłem to samo dotyczy sektora energetyki i transportu, gdzie realizowane są liczne nowe projekty inwestycyjne oraz modernizacje starszej infrastruktury. W kolejce po złącza niedługo ustawią się producenci pojazdów elektrycznych i infrastruktury ładowania.

Mimo że jest to specyficzna grupa elementów, której stawiane są bardzo wysokie wymagania techniczne, to jednak rozwój techniczny przebiega w tym obszarze podobnymi ścieżkami, jak w przypadku innych elementów. Co najwyżej niektóre zjawiska są mniej lub bardziej zarysowane.

Bezsprzecznie rozwój takich złączy zmierza w kierunku kompaktowości i miniaturyzacji, czego skutkiem są też wersje kabel-płytka dostępne do montażu powierzchniowego oraz THR (Through Hole Reflow), jak również elementy do montażu kabla o niewielkich wymiarach i gęstych rastrach pinów.

Obciążalność złączy w przeliczeniu na objętość powiększa się głównie na skutek stosowania lepszych materiałów na styki i tworzyw konstrukcyjnych obudowy. Coraz szerzej wykorzystywane są tworzywa kompozytowe, bo zapewniają wysoką stabilność mechaniczną obudowy w szerokim zakresie temperatur. Dzięki temu nawet zwiększone nagrzewanie styków nie powoduje deformacji zagrażającej jakości połączenia.

Drugim obszarem pozwalającym na miniaturyzację, chyba najważniejszym, jest konstrukcja styków, aby niewielki pin był jednocześnie wytrzymały mechanicznie oraz elastyczny. Zwiększany jest obszar styku na wszystkie płaszczyzny i na całą długość pinu, stosowane są wielosprężynowe systemy docisku części męskiej i żeńskiej, po to, aby zapewnić pewny kontakt na dużym obszarze.

Ostatnim ważnym zagadnieniem związanym z miniaturyzacją są pokrycia styków. Z reguły piny, a więc konstrukcyjne elementy styku złącza, wykonuje się z materiałów zapewniających wysoką odporność mechaniczną, natomiast za kontakt elektryczny odpowiada materiał pokrycia. Celem jest zapewnienie niskiej rezystancji przy dużej odporności na ścieranie, utlenianie i wypalanie materiału na skutek iskrzenia.

Liczba problemów, z jakimi mierzą się w tym obszarze producenci złączy, jest naprawdę duża, gdyż nie chodzi o to, aby uzyskać jednorazowo dobry wynik, ale o stabilne parametry połączenia w czasie i różnych warunkach środowiskowych. W tym obszarze kryją się też największe różnice między tanimi złączami słabej jakości a rozwiązaniami z górnej półki.

O ile nie jest problemem podejrzenie przez konkurencję, jak dany producent rozwiązał konstrukcję obudowy i styku, sprawdzenie składu materiałów spektroskopem też nie zalicza się do wiedzy kosmicznej, o tyle obróbka metali (m.in. poprzez dyfuzję domieszek, obróbkę cieplno-chemiczną, radiacyjną, plazmową), to już kosztowny know-how.

PRZEZ MODUŁOWOŚĆ DO STANDARYZACJI?

Coraz więcej urządzeń technicznych ma konstrukcję modułową i zawiera bloki funkcjonalne, które są łączone w jednej obudowie za pomocą dobranych komponentów połączeniowych. Podobne procesy są widoczne po stronie złączy, w których asortymencie modułowość jest coraz bardziej widoczna.

Polega ona na podziale konstrukcji na elementy składowe i zapewnieniu możliwości komponowania finalnego wyrobu z zestawu części składowych, do których zalicza się w minimalnym zakresie obudowa i wkładka z pinami. W szerszym zakresie dochodzą jeszcze możliwości kompozycji wkładki z pinami tak, że można dobierać liczbę i typy znajdujących się w niej styków, elementy wyprowadzenia kabla, ekrany i uszczelnienia, akcesoria itd.

Złącza modułowe to także rozwiązanie, które pozwala na przygotowanie wersji hybrydowych, takich, które oprócz sygnałów dużej mocy przenoszą też sygnały sterujące, realizują połączenie sieciowe miedziane lub optyczne. Skoro złożoność urządzeń rośnie, liczba sygnałów, które trzeba przesyłać w jedną lub w drugą stronę, też staje się coraz większa, bo poza liniami zasilania i obciążenia zawsze jest jakiś czujnik, sygnał, antena, interfejs komunikacyjny czy nawet lampka kontrolna.

Najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie złączy silnoprądowych

 

Ranking najważniejszych kryteriów handlowych decydujących o wyborze produktu i dostawcy oczywiście zawiera na szczycie cenę, co przy silnie konkurencyjnym rynku i relatywnie drogich produktach wydaje się naturalne. Drugie miejsce dla parametrów technicznych też jest typowe, podobnie jak wysokie wskazania dla jakości. Wymieniona trójka zawsze okupuje czołowe miejsca takich zestawień i rzadko wygląda inaczej. Poza ten schemat wychodzi znaczenie marki producenta złączy, która w tym obszarze jest synonimem jakości i wysokich walorów technicznych a także termin dostawy. Specjalistyczne produkty tworzone są nierzadko na zamówienie w ramach projektów, integratorzy systemów oraz producenci elektroniki przemysłowej kupują do nich komponenty na bieżąco, bez tworzenia magazynów i planów. Przy szybko rozwijającym się rynku europejskim powoduje to, że na dostawę coraz częściej trzeba czekać, zwłaszcza gdy potrzeby dotyczą mniej popularnych typów.

W praktyce jedno specjalizowane złącze silnoprądowe bywa z reguły uzupełniane przez drugie sygnałowe niezbędne do obsługi tych dodatków. Złącze hybrydowe pozwalające na podłączenie wszystkich linii za jednym zamachem bywa więc interesującą alternatywą.

Poprzez odpowiednią kompozycję pinów można też łatwiej spełnić wymagania związane z bezpieczeństwem, gdy jeden przewód łączy obwody wysokonapięciowe i sygnałowe. Wówczas niewykorzystane kontakty można usunąć i tym samym powiększyć odstęp izolacyjny między obwodami o wysokim i niskim potencjale.

ZŁĄCZA HYBRYDOWE I SZYBKI MONTAŻ

Kolejny obszar ryzyka to konieczność montażu przewodu w złączu w trudnych warunkach, np. podczas pracy na wysokości. Brak konieczności korzystania z narzędzi, proste czynności sprowadzające się do wsunięcia końcówki przewodu w otwór szybko zyskują tutaj uznanie.

Zacisk sprężynowy będący podstawą takiego montażu nie jest na rynku nowością, bo bazujące na nim złącza są już dostępne mniej więcej od dekady, ale w zakresie rozwiązań silnoprądowych dopiero od niedawna, bo konieczne było dopracowanie szczegółów rozwiązań, aby gwarantowały one wysokiej jakości połączenie.

W obwodach zasilanych z sieci było to łatwiejsze do zapewnienia, bo gdy styk się pogarszał, powstawał lokalny łuk, który czyścił połączenie, wypalając tlenki. Gdy napięcie jest niskie, tego efektu nie ma i zacisk sprężynowy może mieć problemy z utrzymaniem niskiej rezystancji styku zwłaszcza w przewodach litych, gdyż pojedynczy i gruby drut jest w tym przypadku mało sztywny w stosunku do siły wywieranej przez sprężynę.

Branże o największym potencjale zakupowym

 

Przemysł oraz energetyka to dwa najważniejsze sektory pod kątem potencjału zakupowego w zakresie złączy silnoprądowych, co z pewnością trudno uznać za zaskakujące, bowiem obszary te stanowią naturalny obszar aplikacyjny dla tych elementów, służąc do podłączania zasilania, elementów wykonawczych, silników maszyn i wszystkich innych odbiorników pobierających znaczną moc. Poza tymi naturalnymi obszarami omawiane złącza trafiają do aplikacji transportu kołowego i szynowego, w którym także jest coraz więcej elektroniki.

Z tego powodu producenci złączy proponują też inne rozwiązania szybkiego montażu, jak na przykład takie bazujące na dźwigni. Cały czas popularne są również złącza zaciskane. Ich potencjał jest najbardziej widoczny w aplikacjach niskonapięciowych, np. w motoryzacji, gdzie połączenie zaciskane uważane jest za bardzo odporne na narażenia mechaniczne oraz środowiskowe i przy tym tanie.

ROŚNIE UDZIAŁ TWORZYW

Złącza silnoprądowe są też relatywnie kosztowne, bo do ich produkcji konieczne są metale szlachetne i tworzywa sztuczne wysokiej jakości, a także materiały kompozytowe. Szukając oszczędności, klienci decydują się częściej na produkty wykonane np. z tworzyw sztucznych, gdzie cena np. poliuretanu nie jest zależna od koniunktury na rynku, jak np. cena aluminium lub miedzi.

Bezsprzecznie cały czas metal kojarzy się z trwałością, ale w tworzywach sztucznych postęp jest olbrzymi, co zmienia rynek od strony technologii. Proces zastępowania metalowych obudów złączy tworzywem jest widoczny w nowych produktach, ale jak to w wielu elementach elektromechanicznych bywa, zmiany nie są szybkie i obejmują jedynie wybrane komponenty.

ZŁĄCZA KABLOWE I DO PCB

Złącza silnoprądowe najczęściej występują w wersji kabel-kabel lub kabel-panel, gdzie jedna część jest mocowana do obudowy. Elementy te mogą być okrągłe lub prostokątne, zawierać różną liczbę pinów i mieć różną obciążalność oraz sposób montażu przewodu. Dostępne są w wersji prostej i kątowej, z metalu oraz tworzywa.

Można śmiało powiedzieć, że na rynku da się kupić praktycznie każdą kombinację wielkości i rodzaju tych elementów. Drugą część asortymentu tworzą złącza do montażu na płytce drukowanej, a więc takie, gdzie jedna z części jest przylutowana (w procesie SMT/THT/THR), a druga służy do montażu kabla.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku

 

Za czynniki o charakterze regresywnym dla rynku zdecydowanie na pierwszym miejscu uznane zostały tanie zamienniki i podróbki udające złącza markowe. Dalsze dwie pozycje, takie jak długie czasy dostaw, które zawsze stają się problemem w okresie przyspieszenia w gospodarce oraz silna konkurencja, miały dwukrotnie słabsze wskazania. Duży rynek i produkty z dużą marżą producencką są niczym magnes ściągający licznych tanich dostawców, którzy proponują podobne lub nawet takie same rozwiązania i konkurujące ceną. Producenci ci przekonują, że są w stanie zapewnić jakość za mniejsze pieniądze, ale praktyka pokazuje, że udaje się to nielicznym i w ograniczonym stopniu. Cała reszta oszczędza na R& D, mniej lub bardziej wiernie kopiując rozwiązania liderów, na materiałach i kosztach pracy lub też wykorzystuje mniej zaawansowany technologicznie park maszynowy. Niemniej największy zysk takich firm prawdopodobnie wynika z podczepiania się pod myśl techniczną wiodących producentów. Jednak nie można generalizować i postrzegać zamienników wyłącznie pejoratywnie - wszystko zależy od konkretnego przypadku i producenta.

Wlutowane w płytkę złącze w takim przypadku jest jeszcze zwykle mocowane do obudowy urządzenia, co zapewnia stabilność mechaniczną połączenia istotną zwłaszcza przy elementach do montażu powierzchniowego.

Niemniej warto zauważyć, że w warunkach krajowych znaczenie złączy silnoprądowych montowanych automatycznie jest niewielkie, gdyż są one kierowane do aplikacji masowych. W produkcji prowadzonej w średniej skali lub jednostkowej złącze z końcówkami do SMD lub THR nie ma uzasadnienia, bo nie przynosi obniżki kosztów, a wymaga spełnienia wielu wymagań podczas montażu.

TERMINAL BLOKI

Kolejną dużą grupą złączy, zwłaszcza w aplikacjach elektronicznych, są terminal bloki. Są to modułowe złącza kabel-PCB z zaciskiem śrubowym lub sprężynowym. Terminal bloki występują w wersjach kątowych i prostych, dwuczęściowych rozłączalnych, rozwiązaniach pozwalających zamontować więcej niż jeden przewód w styku. Są wersje do SMT, uszczelnione lub z ekranem elektromagnetycznym.

Terminal bloki znaleźć można w ofertach wielu producentów, zarówno u tanich chińskich dostawców, jak i u wiodących światowych producentów, gdyż są to produkty o dużej uniwersalności. Można powiedzieć, że elementy te stanowią większą część funkcjonujących na rynku rozwiązań, gdzie do płytki drukowanej trzeba dołączyć przewody.

Wykorzystuje je branża oświetleniowa, producenci zasilaczy, sterowników i regulatorów, automatyka budynkowa, producenci systemów alarmowych, domofonowych, urządzeń kontrolnych, AGD i wielu innych.

Obszar aplikacyjny jest bardzo szeroki i widać, że z czasem znaczenie wersji zapewniających szybki montaż przewodów, a także wersji rozłączalnych, takich, w których można rozpiąć złącze jednym ruchem, bez mozolnego rozpinania pojedynczych kabli, jest coraz większe.

Innymi słowy terminal bloki dzisiaj to już zaawansowane systemy połączeniowe i produkty dopracowane w szczegółach. Ich obciążalność prądowa sięga kilkudziesięciu amperów na końcówkę, co pokazuje, że mogą być stosowane w wielu różnych aplikacjach.

ZŁĄCZA NA SZYNĘ DIN I DO OBUDOWY

Poza wymienionymi typami w zakresie złączy silnoprądowych na rynku mamy jeszcze komponenty przeznaczone do montażu na szynie DIN, które wykorzystuje się do tworzenia instalacji przemysłowych, np. okablowania systemów montowanych w skrzynkach instalacyjnych, obudowach, szafach technicznych, rozdzielniach itp.

W takich systemach konieczne jest połączenie ze sobą w działający system komponentów takich jak zasilacze, przekaźniki, sterowniki, zabezpieczenia, wyłączniki, sygnalizatory i podobne. Wiele sygnałów musi zostać rozgałęzionych, bo połączenia punkt-punkt stanowią jedynie ułamek całości instalacji.

Złącza na szynę pozwalają na wygodne okablowanie i mają postać wąskich płaskich elementów, które można składać w większe zespoły podobnie, jak spaja się terminal bloki. Mają też możliwość wewnętrznego połączenia biegunów, co ułatwia tworzenie dystrybucji zasilania. Szyna DIN stanowi podstawę mechaniczną takiej całości.

Główne zjawiska pozytywne dla rynku

 

Za najważniejsze czynniki sprzyjające rozwojowi rynku złączy silnoprądowych ankietowani specjaliści uznali wzrost znaczenia wysokiej jakości w branży elektronicznej, dostępny szeroki asortyment produktów pozwalający na dobranie pasującego złącza do każdej aplikacji, a także w znacznie mniejszym już stopniu także dostępność wersji z szybkim montażem przewodu, a więc z zaciskiem sprężynowym lub dociskiem dźwigniowym. Wysoka jakość usług i produktów to cecha rynków specjalistycznych, takich, gdzie liczy się wartość dodana zapewniana przez urządzenie. Od wielu lat nasz rynek zmienia się w tym kierunku, a niewielkie serie złożonego sprzętu, projekty tworzone na indywidualne zamówienia stanowią ważną część aktywności. Złącza silnoprądowe z racji ich warunków pracy i pełnionej funkcji mają dużą rolę do odegrania w zapewnieniu jakości, stąd przedstawiona na wykresie ocena jest tak wyraźnie skierowana w tę stronę.

W aplikacjach przemysłowych produkty na szynę są na rynku cenione, bo pozwalają szybko i bez konieczności korzystania ze specjalistycznych narzędzi stworzyć system, instalację lub nawet całą aplikację. Zapewniają niezbędną indywidualność, bo każdy projekt może być inny, możliwość modernizacji i zmian w dowolnym momencie.

Nie ma też konieczności tworzenia specjalnego chassis, montowania i przykręcania do niego elementów. Szyna pozwala również na utrzymanie porządku i czytelności instalacji, co ma ogromne znaczenie dla utrzymania ruchu i serwisu.

DOSTAWCY ZŁĄCZY SILNOPRĄDOWYCH

 

Przegląd ofert dostawców złączy silnoprądowych

Grono firm sprzedających złącza silnoprądowe liczy w Polsce około 50 firm i patrząc wstecz, widzimy, że liczba ta powoli się zwiększa, głównie o firmy z obszaru automatyki przemysłowej lub takie, które są silnie zorientowane na rynek przemysłowy. Poza tym procesem naturalnego rozszerzenia, branża może być traktowana jako stabilna i uporządkowana pod względem relacji między firmami.

Produkty z tego obszaru postrzegane są jako zyskowne i tym samym atrakcyjne dla dystrybucji, podobnie jak cała reszta komponentów elektromechanicznych. Sieć dystrybucji złączy silnoprądowych można scharakteryzować jako rozproszoną. Model sprzedaży, gdzie producent ma w kraju jednego autoryzowanego przedstawiciela, tutaj raczej nie ma zastosowania.

Częściej widać, że renomowany producent zagraniczny dąży do tego, aby siatka sprzedaży była maksymalnie szeroka, wielokanałowa oraz obejmowała dostawców aktywnych w różnych sektorach rynku. Gdy portfolio posiadanych produktów jest szerokie i przeznaczone dla różnych sektorów rynku, takie działanie wydaje się koniecznością.

Odmienne podejście obowiązuje w przypadku producentów złączy o specjalistycznym charakterze, np. terminal bloków lub ukierunkowanych aplikacyjnie. Wówczas siatka sprzedaży jest wyraźnie mniej rozbudowana.

Dostawców oferujących złącza silnoprądowe można podzielić na kilka wydzielonych grup, wśród których wyraźnie widać krajowe przedstawicielstwa i oddziały firm zagranicznych. W ogromnej większości są to firmy ukierunkowane na branżę przemysłową i zajmują się one nie tylko wytwarzaniem złączy, ale szerokiego spektrum urządzeń i komponentów.

Większość z nich to przedsiębiorstwa działające w skali globalnej, o szerokich i przekrojowych ofertach, w których można znaleźć wszystkie typy omawianych złączy. Krajowe oddziały obsługują międzynarodowy biznes zlokalizowany w Polsce, np. producentów EMS, firmy motoryzacyjne, producentów wiązek kablowych oraz nadzorują i rozwijają rynek dystrybucji (hurtownie, firmy handlowe).

Drugą wyraźnie zarysowaną grupę tworzą dystrybutorzy o szerokim profilu, a więc firmy katalogowe i duże firmy hurtowe, których złącza stanowią istotną część ofert.

W dalszej kolejności na rynku wyróżnić można dystrybutorów specjalizowanych, których aktywność koncentruje się na wybranych tematach technicznych i liniach produktów z obszaru elektroniki.

Prezentacje przykładowych firm powiązanych z tematyką tej analizy znajdują się na stronie:

Oświetlenie LED-owe - symbol nowoczesności

Oświetlenie LED zapewnia wysoką elastyczność funkcjonalną, dużą wydajność świetlną, niski koszt oraz daje możliwość elastycznego dopasowania się do wymagań klienta i jego budżetu. Dla innych źródeł te czynniki nie były możliwe do połączenia.

Dzisiaj okazuje się, że nawet jeśli inwestycja w oświetlenie ledowe nie ma jasnych przesłanek ekonomicznych, firmy decydują się na nią, bo wspierają takie trendy i chcą być postrzegane jako nowoczesne. Świadomość użytkowników i inwestorów jest w tym obszarze ważnym czynnikiem sprawczym dla rozwoju biznesu, nierzadko istotniejszym w porównaniu do oszczędności.

Rynek oświetlenia LED pędzi zarówno w zakresie coraz większej oferty, jak i szerokości siatki sprzedaży, zwłaszcza w zakresie gotowych produktów oświetleniowych. Dla komponentów rozwój sieci dystrybucji jest mniej dynamiczny, bo handel opiera się na autoryzowanych przedstawicielstwach producentów, a tych renomowanych nie ma wcale tak wielu.

Widać to bardzo w przypadku białych diod, które wytwarza nieco ponad 10 producentów. Reszta kupuje od nich struktury półprzewodnikowe, tworząc własne diody. Z tej przyczyny tani dostawcy diod z Azji nie mają na rynku europejskim dużego przebicia i nie są w stanie dorównać lub zbliżyć się parametrami do światowej czołówki.

KONIEC ŻARÓWEK TRADYCYJNYCH

Ważną częścią rynku oświetlenia LED są zamienniki żarówek, czyli rozwiązania zgodne mechanicznie i elektrycznie z oświetleniem tradycyjnym. Obecnie dla prawie każdej żarówki tradycyjnej daje się kupić LED-owy odpowiednik, a oferta rynku imponuje bogactwem wersji i typów.

Zamienniki mają też wyraźnie dopracowaną konstrukcję mechaniczną, a od strony elektrycznej zwykle zawierają z reguły wysoko sprawny konwerter impulsowy. Oferta zamienników przekroczyła pod względem liczby typów pierwotny zakres, jakie obejmowały żarówki tradycyjne i cały czas się rozszerza. Aktualnie sporo nowości to wersje dekoracyjne, wykorzystywane w lokalach użytkowych.

Znaczenie oświetlenia LED dla biznesu firm

 

Dla blisko połowy firm z niniejszego opracowania komponenty do oświetlenia ledowego są jedną z wielu pozycji w ofercie, a dla co piątej firmy są one bardzo ważne z punktu widzenia biznesu. Taki rozkład nie powinien dziwić, bo duża atrakcyjność tytułowej tematyki działa tutaj jak magnes dla wielu firm dystrybucyjnych i produkcyjnych. Przedsiębiorca, który chce zaistnieć w tym sektorze, z pewnością znajdzie dostawcę komponentów lub gotowe źródła światła i będzie mógł poszerzyć działalność firmy o kolejny pion. Oświetlenie może być też użytecznym dodatkiem do innych pokrewnych grup towarów, stąd pojawia się ono bardzo często w sieci dystrybucji. Dlatego pomarańczowe pole musi być w tym przypadku spore. Silna konkurencja i szeroki asortyment produktów składających się na oświetlenie LED utrudniają koncentrację biznesu w takim stopniu, aby firma mogła traktować je jako wyłączną lub główną część aktywności.

Drugą grupą zamienników dla tradycyjnych rozwiązań są oprawy oświetleniowe równoważne funkcjonalnie. Mają one podobne wymiary, identyczny system mocowania, takie samo przyłącze elektryczne oraz parametry świetlne, ale są wykonane jako zintegrowana całość bez wymiennego źródła światła.

Takie oprawy oświetleniowe mogą być używane zamiennie z tradycyjnymi, nie wymagają przeróbek instalacji i są produktem dostępnym z wielu źródeł. Przykładem mogą być lampy high bay, a więc podsufitowe, do magazynów i hal przemysłowych ze sferycznym reflektorem metalowym.

NOWE ROZWIĄZANIA OPRAW

Duża wydajność świetlna emiterów LED i małe wymiary są głównymi czynnikami sprawczymi tego, że na rynku pojawiają się nowe typy oświetlenia, np. architektoniczne, sceniczne, medyczne, motoryzacyjne. Rosnące ceny energii elektrycznej przesuwają też w dół barierę opłacalności, stąd LED-y stają się standardem w oświetleniu hal magazynowych, budynków przemysłowych, a także są wykorzystywane w rolnictwie przy uprawie roślin.

Wydaje się też, że kupujący tytułowe produkty coraz bardziej są zainteresowani jakością, trwałością i dobrymi parametrami świetlnymi, takimi jak współczynnik oddawania barw. Kilka lat temu wiele produktów miało problemy a ich deklarowane parametry nie pokrywały się z rzeczywistością.

Zapewne dlatego dzisiaj klienci są ostrożniejsi, zwłaszcza w aplikacjach profesjonalnych, gdzie inwestycje nierzadko są realizowane w na tyle dużej skali, że dobór produktu nie może być dziełem przypadku. Tak samo jak szybko rozwija się rynek, tak też z roku na rok rośnie świadomość klientów, którzy coraz częściej poszukują źródeł charakteryzujących się jakością i określoną trwałością.

Najważniejsze parametry techniczne związane z oświetleniem LED

 

Oczekiwania techniczne, jakie mają kupujący komponenty oświetlenia ledowego, to przede wszystkim duża wydajność świetlna. Pozwala ona tworzyć wydajne i energetycznie efektywne źródła o niewielkich wymiarach i rozwiązania, które przynoszą oszczędności finansowe. W dalszej kolejności liczy się długi czas pracy oraz stabilność długoterminowa parametrów oświetlenia, a także dobre odwzorowanie barw. Te trzy kryteria można postrzegać jako czynnik jakościowy, zapewniający dużą funkcjonalność źródeł ledowych i pozwalający sprzedawać rozwiązania w wyższych cenach. Niewielkie znaczenie dostępności zasilacza zintegrowanego z modułem LED czy emiterem to z kolei pochodna dobrej dostępności takich jednostek oraz szerokiego asortymentu konwerterów i całych zasilaczy.

Trzy lata temu czołowe emitery 1-watowe miały około 150 lm/W. Aktualnie jest to 180-185 lm/W. Duża wydajność jest istotna, ponieważ zapewnia możliwość miniaturyzacji i pozwala na pracę w szerokim zakresie temperatur, co jest podstawą w aplikacjach w przemyśle, motoryzacji, medycynie i w podobnych branżach określanych jako profesjonalne.

Diody LED są coraz jaśniejsze a ich światło coraz bardziej naturalne. Warto zauważyć, że CRI powyżej 80 mają już wszystkie źródła, a można bez problemu kupić diody ze współczynnikiem oddawania barw 95...98 i to nawet przy wysokiej temperaturze barwowej.

DIODY COB

Coraz więcej emiterów światła, jakie są dostępne na rynku, to diody COB (chip on board), czyli jako płaski komponent zawierający wiele elementarnych diod umieszczonych bezpośrednio na laminacie aluminiowym.

Emitery są połączone w grupy szeregowo-równoległe i współpracują ze wspólnym dla całości luminoforem. Są to wydajne źródła o szerokim kącie rozsyłu światła. Największą zaletą diod COB jest generowanie strumienia światła o bardzo dużej mocy, dzięki czemu element ten zastępuje źródła halogenowe i rtęciowe w reflektorach.

Emitery typu chip on board są łączone w całość z układami optycznymi i układami zasilania, co zapewnia wyjątkową prostotę implementacji w przypadku oświetlenia typu high bay. Konstrukcja w postaci macierzy emiterów pozwala na precyzyjną regulację kształtu strumienia świetlnego, co upraszcza budowę opraw światła punktowego wykorzystywanego w oświetleniu architektonicznym.

Główne branże będące klientami w zakresie produktów oświetlenia ledowego

 

Próba wyłonienia wiodących branż i sektorów techniki, które można traktować jako najważniejszych klientów kupujących rozwiązania i produkty dla oświetlenia LED, nie przyniosła zaskakujących informacji, gdyż na górnych dwóch pozycjach znalazła się naturalnie branża oświetlenia oraz przemysł i inne zastosowania profesjonalne. Cała reszta, na wykresie wyraźnie słabiej oceniona, też jest ważnym klientem na produkty ledowe, niemniej nie w polskich warunkach. W kraju mamy dziesiątki producentów oświetlenia (np. LUG, ES System), którzy są odbiorcami diod, modułów, optyki i systemów zasilania, a także wytwórców specjalistycznych rozwiązań oświetlenia dla przemysłu, energetyki, budynków. Firmy te sumarycznie mają duży potencjał i co jest równie istotne zaopatrują się w komponenty w przeważającej części u dystrybutorów, a nie bezpośrednio u producentów.

Diody COB bardzo zyskują na popularności, bo zawierają wiele elementarnych małych struktur, dzięki czemu ich konstrukcja jest optymalna kosztowo, gdyż uzysk produkcyjny dla takich chipów jest wysoki, obudowa jest jedna, tak samo jak luminofor - to też są oszczędności.

Napięcie zasilające taki element jest relatywnie wysokie (kilkadziesiąt woltów), dzięki czemu system zasilania pracuje przy mniejszym natężeniu prądu i tym samym stratach mocy na przewodzenie. Niewielkie wymiary emiterów COB upraszczają także konstrukcję systemów optycznych i chłodzących.

MODUŁY OŚWIETLENIOWE

Szybko poszerza się oferta dostępnych gotowych modułów oświetleniowych, gdzie na laminacie aluminiowym zamontowane są diody i system zasilania. Kiedyś większość z nich była wykonywana na zamówienie, obecnie wiele podstawowych typów można kupić "z półki". Zmiany dotyczą też zawartego na modułach zasilacza, który nie tylko zasila i reguluje jasność, ale coraz częściej ma opcję komunikacji bezprzewodowej lub pracuje w sieci.

ZASILANIE JEST FUNKCJONALNE

 

Przegląd ofert dostawców oświetlenia LED

W ostatnich pięciu latach znacząco wzrosła oferta systemów zasilających przeznaczonych do współpracy z diodami LED dużej mocy. Początkowo zasilacze takie były konstrukcjami adaptowanymi, gdzie producenci klasycznych jednostek dostarczających stabilizowanego napięcia wyjściowego modyfikowali je nieznacznie od strony elektrycznej.

Aktualnie znakomita większość konstrukcji pojawiających się na rynku to rozwiązania specjalnie przygotowane do zasilania diod. Różnice kryją się w obudowie, która w wersji ledowej jest często szczelna, ma wyprowadzone przewody lub specjalne złącza zaciskowe, wygodne uchwyty mocujące a nierzadko też kształt dopasowany do umieszczenia w puszce instalacyjnej. Od strony elektrycznej są to konstrukcje z rozbudowanymi zabezpieczeniami, pozwalające na regulację jasności diod, zdalne sterowanie i podobne funkcje ułatwiające tworzenie większych systemów oświetleniowych.

Na koniec warto zauważyć, że mamy coraz więcej diod zasilanych wysokim napięciem, nierzadko bezpośrednio z sieci napięcia przemiennego. Są to rozwiązania w formie pręcików montowane w bańkach żarówek dekoracyjnych lub moduły na laminacie z rdzeniem metalowym.

Konstrukcja taka zawiera dwie grupy diod połączonych antyrównolegle. Każda grupa zawiera wiele emiterów połączonych szeregowo, dzięki czemu wypadkowe napięcie jest wysokie. Zapewne asortyment diod zasilanych wysokich napięciem będzie się powiększał, bo pozwala to na uproszczenie systemu zasilania i poprawę sprawności.

CZAS NA ŻARÓWKI SMART

Pojawiające się na rynku oświetlenie LED-owe ma coraz wyższą funkcjonalność w porównaniu do tradycyjnych źródeł, a niektóre żarówki i oprawy można już określać mianem inteligentnych. Lampy takie można łączyć w sieć za pomocą protokołu komunikacyjnego DALI, co umożliwia dalsze oszczędności poprzez dopasowywanie parametrów oświetlenia do aktualnych potrzeb, selektywne wyłączanie/włączanie, regulację jasności.

Oprawy są integrowane ze zdalnym sterowaniem opartym na transmisji przewodowej lub bezprzewodowej, co pozwala na bieżący monitoring oraz inteligentne sterowanie oświetleniem za pomocą pilota lub smartfona.

Ponieważ LED-y nie mają bezwładności świetlnej, a częste gaszenie i zapalanie nie powoduje pogorszenia trwałości, tworzone są systemy oświetlenia na żądanie, a więc zapalającego się tylko na chwilę i w danym miejscu, gdy jest to potrzebne, np. z wykorzystaniem zintegrowanego czujnika ruchu PIR.

Najważniejsze zjawiska o negatywnym wpływie na rozwój rynku

 

Najbardziej palącym problemem dla rynku oświetlenia LED są produkty tanie o słabej jakości i podróbki wyrobów markowych, a na drugim miejscu duża konkurencja na rynku. Za te problemy odpowiedzialne są głównie zamienniki żarówek, a więc produkty w dużej mierze zestandaryzowane i wytwarzane przez wielu azjatyckich producentów. Są one traktowane jako wymienny element dostępny z wielu źródeł, a więc taki, który kupuje się jak najtaniej. W praktyce oznacza to słabe produkty: awaryjne, o krótkiej żywotności, kiepskim oddawaniu barw, generujące zaburzenia elektromagnetyczne i o słabej sprawności. W eliminacji słabych produktów byłaby pomocna wysoka świadomość techniczna nabywców, którzy znają aspekty techniczne oświetlenia LED i są w stanie je zweryfikować. Niestety kompetencji i rozeznania brakuje, a na rynku jest dużo tanich produktów, z wirtualnymi gwarancjami, co jest plagą rynku konsumenckiego i niestety przenosi się też na produkty profesjonalne. Oczywiście wiele z dostępnych zamienników, nawet tych niepochodzących od znanych marek, zapewnia dobre parametry i jakość. Ich utrzymanie wiąże się jednak z koniecznością kontroli jakościowej u producenta azjatyckiego przed wysyłką towaru. A to kosztuje i wymaga zachodu.

Żarówki smart pozwalają na zaprogramowanie czasu włączenia i wyłączenia, ustawienie temperatury barwowej i jasności. Na razie operacje takie wykonuje się dla każdej oddzielnie, ale lada moment oświetlenie budynkowe zostanie połączone w sieć, gdzie oprawy i żarówki będą węzłami sieci.

Takich produktów pojawia się coraz więcej, gdyż na rynku zalanym tanimi i jednakowymi wyrobami azjatyckimi dają one producentom możliwość wybicia się i lepszego zarobku.

OŚWIETLENIE SPECJALISTYCZNE I PRZEMYSŁOWE

Silna konkurencja na rynku konsumenckim powoduje, że rośnie znaczenie oświetlenia specjalistycznego i profesjonalnego, w którym wartość dodana dla klienta jest większa niż w obszarze konsumenckim oraz nie ma tak silnej presji cenowej ze strony importerów produktów azjatyckich.

W tym obszarze ilościowo i asortymentowo dominują rozwiązania oświetleniowe do sklepów wielkopowierzchniowych, magazynów, hal produkcyjnych (głównie lampy high i low bay, oprawy liniowe), w dalszej kolejności są to lampy oświetlenia ulicznego, lampy przemysłowe i obiektowe, z certyfikatami: Atex (Ex), DNV, górniczymi, GOST-R, o wysokiej jakości światła (oddawanie kolorów, temperatura barwowa) i podobne.

Pozytywne aspekty wspierające rozwój rynku LED

 

Na liście najważniejszych trendów sprzyjających rozwojowi aplikacji LED- owych wyrazie wybiły się wysokie walory techniczne i użytkowe takiego oświetlenia. Cała reszta, łącznie z cenami i dużą chłonnością rynku ma wyraźnie niższe wskazania. Co ciekawe, specjaliści byli zdania, że wymagania prawne i zakazy dla źródeł tradycyjnych bazujących na żarówkach wolframowych mają małe znaczenie stymulujące rozwój. Podobnie można powiedzieć, że aspekt ekonomiczny oświetlenia ledowego, a więc koszt zakupu przemnożony przez liczbę godzin pracy, wcale nie jest głównym czynnikiem wyboru i produkty te są kupowane nawet, gdy inwestycja niekoniecznie jest opłacalna. Wydaje się, że kryterium ekonomiczne dotyczy wyłącznie zamienników żarówek, a im bardziej zaawansowane technicznie oświetlenie, tym jest ono słabiej zarysowane. Dyrektywy unijne i wymagania prawne powiązane z oszczędnością energii nie są zdaniem ankietowanych czynnikami ważnymi.

Spory potencjał ma oświetlenie biurowo-budynkowe o nowoczesnym i modnym wyglądzie, które pozwala nadać pomieszczeniom indywidualny charakter i zapewnić wysoką funkcjonalność.

Oświetlenie w warunkach przemysłowych oraz w wielu aplikacjach profesjonalnych jest dziedziną podlegającą regulacjom prawnym. Spełnienie wymagań nie zawsze jest proste, ale inwestujący w takie źródła biorą pod uwagę przepisy i chcą być z nimi zgodni. Większa uwaga w stosunku do wymagań prawnych, np. BHP, jest oznaką dojrzałości inwestorów.

Prezentacje przykładowych firm powiązanych z tematyką tej analizy znajdują się na stronie:

Elementy indukcyjne i transformatory sieciowe poprawiają osiągi elektroniki

Dławiki, cewki, filtry, transformatory impulsowe i sieciowe determinują osiągi urządzeń w wielu sektorach elektroniki, wspierają najważniejsze trendy rozwojowe, a więc dążenie do minimalizacji strat energii, ułatwiają miniaturyzację urządzeń, a także zapewniają zgodność z wymaganiami norm w zakresie EMC.

Są one kluczowym podzespołem dla rynku zasilania impulsowego, będącego podstawą elektroniki przenośnej, systemów oświetlenia ledowego i centralnego podzespołu wielu aplikacji stacjonarnych, zarówno tych konsumenckich, jak i profesjonalnych.

Charakterystyczną cechą rynku elementów indukcyjnych jest duże rozproszenie, zarówno jeśli chodzi o produkty, jak i ich dostawców. Asortyment jest bardzo szeroki, a producentów wielu, co widać przede wszystkim w zakresie produktów typowych, jak np. dławiki (sygnałowe i mocy) oraz filtry. Ten obszar rynku obsługują głównie dystrybutorzy, którzy mają silną pozycję, zwłaszcza jeśli chodzi o rozwiązania małosygnałowe.

Z kolei krajowi producenci działają w obszarze głównie komponentów do systemów mocy i transformatorów impulsowych i zajmują się przede wszystkim wytwarzaniem elementów na zamówienie, do prototypów, małych i średnich serii produkcyjnych oraz rozwiązań, gdzie liczy się spełnienie wymagań jakościowych i norm bezpieczeństwa.

MINIATURYZACJA JEST NAJWAŻNIEJSZYM CZYNNIKIEM PROROZWOJOWYM

Nie trzeba robić wielkich badań, aby przekonać się, że współczesne urządzenia elektroniczne są z generacji na generację coraz mniejsze, a znaczenie elektroniki mobilnej stale się zwiększa. Trend miniaturyzacji dotyczy też systemów zasilania i przemysłowych urządzeń energoelektronicznych, których gęstość mocy sukcesywnie z każdą kolejną generacją rośnie.

Nowoczesne półprzewodniki i elementy indukcyjne są niezbędne do takich zmian, bo za postępem technicznym kryją się bardzo często innowacje w zakresie impulsowej konwersji mocy. Osiągnięcie wysokiej sprawności jest możliwe m.in. dzięki dostępności miniaturowych dławików i transformatorów bazujących na niskostratnych materiałach magnetycznych o zwartej konstrukcji mechanicznej, zapewniającej małe reaktancje pasożytnicze, emisję zaburzeń i takich, które mają gabaryty pozwalające na łatwą integrację w urządzeniu.

Branże o największym potencjale zakupowym dla elementów indukcyjnych i transformatorów sieciowych

 

Podzespoły indukcyjne mają na tyle szerokie spektrum zastosowań, że pojawiają się praktycznie w każdej branży elektroniki. Wartościowo za najcenniejszy sektor został uznany obszar automatyki przemysłowej, zapewne z uwagi na wysokie wymagania klientów i ich oczekiwania co do jakości, a także gdy poziom zaawansowania technicznego i mocy układów kierowanych do takich zastosowań jest relatywnie większy niż gdzie indziej. Warto zauważyć, że w tym obszarze wykorzystuje się cały czas transformatory sieciowe, przez co słupek dla tej kategorii jest zapewne nieco wyższy. Poza tym reszta branż ma mniej więcej wyrównane wskazania, proporcjonalne do potencjału rynkowego, co jeszcze raz potwierdza ogólne spostrzeżenia, że transformatory i dławiki mają charakter uniwersalny.

Mały płaski transformator z uzwojeniami nawiniętymi licą lub płaskownikiem miedzianym z rdzeniem otaczającym praktycznie całe uzwojenie jest rozwiązaniem, do którego się dąży we współczesnych rozwiązaniach systemów zasilania.

Poza układami konwersji energii cała reszta elementów indukcyjnych też musi być coraz mniejsza. Dotyczy to filtrów, cewek w.cz., dławików lub transformatorów sygnałowych, które nie mogą górować gabarytami nad resztą elektroniki. Miniaturyzacja ma nawet wpływ na transformatory sieciowe, tyle że niewielki i daleki od spektakularnych osiągnięć widocznych w rozwiązaniach do aplikacji impulsowych.

EMC TO KOLEJNY ISTOTNY CZYNNIK PROROZWOJOWY DLA RYNKU

Poza miniaturyzacją na rynek elementów indukcyjnych pozytywnie oddziałują zagadnienia związane z kompatybilnością elektromagnetyczną. Spośród wielu innych czynników na ten warto zwrócić uwagę, ponieważ wymagania w zakresie emisji zaburzeń są dzisiaj elementem zapewnienia jakości, a nie bezsensownym i niepotrzebnym wymogiem, którego spełnienia się unika lub obchodzi. Panowanie nad emisją jest ważną i niełatwą częścią pracy inżynierskiej i każde rozwiązanie układowe lub komponent, które wyraźnie w tym pomaga, jest w tych działaniach cenną pomocą.

WYMAGANIA JAKOŚCIOWE STALE SIĘ ZWIĘKSZAJĄ

Szybki rozwój rynku elektroniki i to, że rozwiązania na niej bazujące pojawiają się w coraz to nowych obszarach techniki i branżach, prowadzą do wzrostu wymagań jakościowych stawianych przed urządzeniami elektronicznymi, a w konsekwencji przed wszystkimi wchodzącymi w ich skład elementami.

Zależność ta wynika też z tego, że sprzęt elektroniczny pełni w naszym życiu coraz bardziej odpowiedzialną funkcję, np. jest instalowany w energetyce, telekomunikacji, medycynie, a straty, do jakich dochodzi w przypadku niedostępności usług lub awarii sprzętu w takich obszarach, są coraz wyższe.

Dotyczy to także trudno dostępnych miejsc instalacji, w jakich elektronika się pojawia i gdzie nie zawsze ma dobre warunki środowiskowe podczas działania. Przykładem może być oświetlenie ledowe, gdzie wzrost temperatury wywołany kiepską wentylacją w miejscu instalacji jest w stanie zdegradować w krótkim czasie konstrukcję.

W elementach indukcyjnych zagadnienia te są bardzo istotne z kilku powodów. Po pierwsze narażenia mechaniczne, a więc wibracje i udary, wywołują naprężenia w uzwojeniach i rdzeniu i prowadzą do pękania, rozklejania rdzeni oraz rozszczelnienia zalew i uszkodzeń izolacji. Elementy te mają nierzadko dużą masę, przez co przeciążenia mechaniczne wynikające z drgań są problemem dla jakości w aspekcie długoterminowym.

Główne trendy techniczne w elementach indukcyjnych

 

W zestawieniu najważniejszych czynników technicznych odpowiedzialnych za rozwój rynku elementów indukcyjnych na szczycie ulokowała się miniaturyzacja, niemniej pozostałe dwie kategorie, a więc wysokie zaawansowanie techniczne oraz wersje do montażu SMT, także są z nią silnie powiązane. Podobnie nowoczesne materiały magnetyczne także sprzyjają miniaturyzacji, gdyż umożliwiają osiągnięcie większych gęstości mocy oraz działają przy wyższych częstotliwościach. Z kolei dostępność wielu gotowych rozwiązań jest cenna w tym obszarze, bo upraszcza konstrukcję wielu aplikacji i zmniejsza ryzyko projektowe przez dostępność scharakteryzowanych i przetestowanych elementów. Komponenty do systemów impulsowych dostępne „z półki” są tańsze i można je kupić bez konieczności długiego czekania na realizację zamówienia. Dają one też lepsze możliwości wyboru i zmiany dostawcy. Widać to przede wszystkim w dławikach, gdzie liczba typów szybko się zwiększa i dobranie do danej aplikacji czegoś gotowego jest coraz łatwiejsze.

Podobnie negatywnie na konstrukcję oddziałują zmiany temperatury i wilgotności, które dodatkowo są w stanie pogorszyć z czasem jakość izolacji, niemniej zjawisk fizycznych, które w długiej perspektywie wpływają na jakość elementów, jest więcej.

Ich wpływ na jakość zwiększa się też wraz z obciążeniem mocą, bo płynące duże prądy powodują nagrzewanie, wysokie napięcia niszczą izolację na skutek mikrowyładowań oraz wyładowań niezupełnych (koronowych), a duże wartości indukcji magnetycznej na skutek efektu magnetostrykcji mogą wywołać przykre dla ucha piski.

Takie problemy są codziennością dla producentów podzespołów indukcyjnych, ale coraz większa świadomość projektantów elektroniki pomaga w rozwoju rynku w kierunku długoterminowej jakości, bo wiadomo, czego można wymagać i za co się płaci.

WIĘKSZA ŚWIADOMOŚĆ RYNKU

Klienci oczekują dzisiaj od transformatorów sieciowych i elementów indukcyjnych do układów impulsowych niezawodnego działania, wysokiej odporności na narażenia środowiskowe, przeciążenia, podwyższoną temperaturę i stany nieustalone. W ostatnich latach znacznie wzrosła ponadto świadomość klientów na temat wykonania elementów indukcyjnych zgodnie z wymaganiami norm bezpieczeństwa, certyfikacji niepalności UL i takich samych wymagań w stosunku do używanych materiałów konstrukcyjnych.

Na jakie transformatory sieciowe jest największy zbyt na rynku polskim?

 

Największy popyt na rynku w zakresie transformatorów sieciowych jest na wersje zalewane małej mocy oraz na transformatory o średniej mocy. Te pierwsze są relatywnie niedrogie i dostępne do montażu na PCB. W przypadku transformatorów sieciowych zapotrzebowanie rynku kreują aplikacje wymagające wysokiej jakości i niezawodności oraz długoterminowej dostępności źródeł zasilania, czego przykładem mogą być systemy alarmowe, zasilacze buforowe do akumulatorów, systemy kontroli dostępu do obiektów. W takich aplikacjach transformatory zapewniają dużą odporność na zaburzenia pojawiające się w sieci zasilającej (zwłaszcza na wysokoenergetyczne przepięcia podczas burz) i potrafią pracować bezawaryjnie przez długie lata. Druga grupa urządzeń, która w dużej części bazuje na tradycyjnych zasilaczach z transformatorami, to wszelkiego rodzaju precyzyjna aparatura pomiarowa lub sprzęt medyczny, gdzie elementy te wybiera się z uwagi na to, że nie generują zaburzeń elektromagnetycznych.

W ramach poprawiającej się dbałości firm o warunki pracy personelu rośnie zapotrzebowanie na transformatory separacyjne, automatykę przeciążeniową i podobne elementy ochronne. Wzrost zainteresowania jakością produkowanych transformatorów i elementów indukcyjnych jest zdaniem niektórych producentów tak wyraźnie widoczny, że cena tych elementów nierzadko odchodzi na drugi plan. Innymi słowy, rynek szybko dojrzewa, jeśli chodzi o relacje.

KRAJOWI PRODUCENCI

 

Przegląd ofert dostawców podzespołów indukcyjnych

Podzespoły indukcyjne to obszar biznesowy, w którym mamy kilku producentów krajowych, jak na przykład Feryster, AET, Neotech, Telzam, Elsit lub Polfer PI, wytwarzające cewki, dławiki, transformatory. Ich pozycja rynkowa i widoczny na przestrzeni ostatnich lat rozwój, w sytuacji gdy na rynku dystrybucji jest mnóstwo katalogowych wyrobów gotowych, z pewnością daje do myślenia.

Podstawą ich biznesu jest szybka produkcja komponentów na zamówienie, wysoka jakość usług zapewniająca wysokie parametry użytkowe w wymienionych zastosowaniach po to, aby trafić z produkcją do wymagających aplikacji np. przemysłowych.

W Polsce produkuje się głównie małe i średnie serie, różnorodne wyroby i wielowariantowe rozwiązania, dlatego krajowi producenci często wygrywają z dystrybucją szybkością realizacji zamówień liczoną w dniach, a nie w tygodniach.

Drugi czynnik sprzyjający producentom kryje się w szerokim asortymencie podzespołów indukcyjnych. Jest ich wiele, nawet gdy ograniczymy się do typowych dławików, niemniej jakościową zmianę dla biznesu zapewniają transformatory impulsowe. W większości przypadków uzyskanie dobrych parametrów aplikacyjnych wymaga użycia transformatora o indywidualnych właściwościach w zakresie kształtu i materiału rdzenia, układu uzwojeń (liczby zwojów, indukcyjności oraz liczby uzwojeń).

W dalszej kolejności są to wymagania w zakresie odporności środowiskowej, zakresu temperatur pracy, jakości izolacji, układu wyprowadzeń, ekranowania, montażu i podobne. Jak widać, liczba parametrów, które charakteryzują transformatory impulsowe jest wyjątkowo duża w porównaniu do innych podzespołów elektronicznych oraz także elementów elektromechanicznych, jak złącza lub przekaźniki.

W takich warunkach nie da się stworzyć oferty katalogowej, no może poza paroma najpopularniejszymi typami, które nie zmieniają tego obrazu relacji rynkowych, a w praktyce są jedynie wyjątkiem potwierdzającym regułę.

W transformatorach impulsowych na rynku krajowym rządzą więc producenci, którzy zapewniają dobrą jakość i dostępność usług oraz kompetentne wsparcie techniczne, faktycznie pełniące funkcję konsultacji i weryfikacji inżynierskich pomysłów. Nie da się ukryć, że osiągnięcie wysokich parametrów w przypadku systemu zasilania, przy niskim koszcie, łatwości produkcji od strony technologicznej, a także w takim aspekcie, aby projekt bazował na dostępnych bez kłopotu materiałach, nie jest banalne.

Najważniejsze dla klientów cechy ofert brane pod uwagę przy kupowaniu elementów indukcyjnych

 

Zestawienie najważniejszych cech ofert handlowych w zakresie podzespołów indukcyjnych na pierwszej pozycji zawiera cenę, co z pewnością nie jest zaskoczeniem, gdyż podobnie jest dla większości produktów w naszym kraju. Drugą pozycję na wykresie zajął termin dostawy, a trzecią jakość komponentów. Dawniej znaczenie terminu realizacji zamówień było mniej istotne i kryterium to było na trzecim miejscu w poprzednich naszych badaniach rynku, ale teraz mamy takie czasy, że przy szybko rozwijającym się rynku, m.in. na skutek zapotrzebowania ze strony motoryzacji, tworzą się kolejki, a klienci zwracają baczną uwagę na terminy. Jest to także specyfika tego, że w Polsce produkuje się głównie małe i średnie serie, różnorodne wyroby i wielowariantowe rozwiązania. W takim przypadku produkcja jest realizowana po uzyskaniu zamówienia, stąd szybkość jest zawsze pożądana. Jak widać, poza wymienionymi czynnikami cała reszta kryteriów ma podobne, ale wyraźnie mniejsze znaczenie. Dalej jednak znaczenie certyfikatów, marki producenta, a nawet wsparcia technicznego podkreśla wagę zagadnień związanych z jakością.

Wsparcie techniczne zawsze było i jest czynnikiem wspierającym sprzedaż, niemniej w tym obszarze jego znaczenie jest szczególnie istotne, bo tematy związane z impulsowymi systemami zasilania, połączone w całość z wiedzą o materiałach magnetycznych i zjawiskach zachodzących w elementach indukcyjnych, to bezsprzecznie trudny i mało popularny obszar kompetencji, można powiedzieć, że niszowy. Stąd, w tym przypadku pomoc techniczna producentów jest ważnym czynnikiem minimalizacji ryzyka projektowego.

W naszym kraju nawijanie transformatorów i dławików na zamówienie dostępne jest również w przypadku zamawiania małych ilości, również pojedynczych sztuk przeznaczonych do układów prototypowych, co też jest jakimś elementem przewagi, bo realia rynku krajowego są takie, że takich możliwości poszukują krajowe małe i średnie firmy. Niski koszt indywidualizacji i wyraźne korzyści z dobrego dopasowania podzespołu do projektu są wartością dodaną.

NA TRANSFORMATORY SIECIOWE CAŁY CZAS JEST POPYT

W przypadku transformatorów sieciowych zapotrzebowanie rynku kreują obecnie aplikacje wymagające wysokiej jakości i niezawodności oraz długoterminowej dostępności źródeł zasilania, czego przykładem mogą być systemy alarmowe, zasilacze buforowe do akumulatorów, systemy kontroli dostępu do obiektów oraz sprzęt audio i estradowy wysokiej klasy.

Druga grupa urządzeń, która w dużej części bazuje na tradycyjnych zasilaczach z transformatorami, to wszelkiego rodzaju precyzyjna aparatura pomiarowa lub sprzęt medyczny, gdzie elementy te wybiera się z uwagi na to, że nie generują zaburzeń elektromagnetycznych. Elementy te sprawdzają się też tam, gdzie trzeba zapewnić dobrej jakości separację galwaniczną obwodów od sieci lub wykonać kilka separowanych od siebie obwodów zasilających bez pływającego potencjału między poszczególnymi wyjściami.

Transformatory sieciowe są też wybierane do zasilania urządzeń, gdzie jakość napięcia w sieci jest niska, np. są przepięcia, przy jednoczesnych wymaganiach w zakresie niezawodności i braku konieczności obsługi (np. transport szynowy).

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rynku elementów indukcyjnych

 

Listę najważniejszych czynników pozytywnie wspierających rozwój rynku podzespołów indukcyjnych w Polsce otwiera presja na jakość i zaawansowanie techniczne, widoczna w ostatnich latach w branży elektroniki, która stała się wspólnym mianownikiem wielu działań biznesowych firm oraz siłą sprawczą do rozwoju nowych produktów. Druga w kolejności kategoria na wykresie to szybki rozwój rynku elektroniki, co zapewnia chłonność oraz duży popyt na innowacyjne elementy. Trzeci pod względem ważności czynnik pozytywnie wpływający na rozwój rynku to szybka elektronizacja całej techniki, która zapewnia duże tempo wzrostu rynku. Dzięki niej znaczenie silnej konkurencji, dyktatu ceny w ofertach i podobnych zagadnień, które zwykle s problemem w biznesie, staje się słabsze i nie przeszkadza tak, jak w innych sektorach.

Takich niszowych aplikacji nadal jest sporo, a dodatkowo dokłada się do tego inżynierska inercja. Wiele osób w swojej pracy zawodowej stawia na rozwiązania znane i wypróbowane przez lata, takie, które rozumie i im ufa.

Klasyczny transformator sieciowy bezsprzecznie kojarzy się z niezawodnością i latami działania liczonymi w dekadach. W wielu systemach i urządzeniach nie ma też problemu z dostępnością miejsca ani konieczności minimalizacji wagi, a aspekt cenowy nie zawsze jest głównym wyznacznikiem działań. Dlatego cały czas jest na nie popyt.

Transformatory sieciowe małej mocy w wersji zalewanej do montażu na PCB skutecznie konkurują ceną z rozwiązaniami impulsowymi, bo są produkowane na urządzeniach automatycznych w dużej skali. Elementy takie pojawiają się w nowych urządzeniach AGD i komponentach automatyki budynkowej, co przekonuje, że aspekt niezawodności (odporności) liczy się na rynku.

NOWOŚCI

W zakresie transformatorów sieciowych jak zwykle nowości jest niewiele. Dużo więcej dzieje się w obszarze rozwiązań impulsowych bazujących na ferrytach, bo nowe materiały magnetyczne pracują przy częstotliwościach do ok. 0,5 MHz, mają małe straty, przez co transformatory mogą być mniejsze niż kiedyś. Są też dostępne rdzenie zdolne do pracy przy temperaturze powyżej 100°C (także przewody nawojowe).

Nowości rynku elementów indukcyjnych to też kształty wykonania rdzeni i karkasów. Ogólnie da się powiedzieć, że są one coraz bardziej płaskie i w coraz większym stopniu opasają materiałem magnetycznym uzwojenia tak, aby w jak najbardziej zamknąć pole magnetyczne wewnątrz i ułatwić spełnienie wymagań w zakresie EMC.

Karkasy z kolei mają wyprowadzenia do montażu SMT, a ich konstrukcja jest dzielona na sekcje. Warto też dostrzec, że na rynku jest dzisiaj więcej rdzeni małych. Nowością są też elementy bez karkasu, gdzie cewka ma konstrukcję samonośną nawijaną taśmą miedzianą (tzw. krawędziowe) lub drutem i całość jest stabilizowana mechanicznie żywicą.

Prezentacje przykładowych firm powiązanych z tematyką tej analizy znajdują się na stronie:

Materiały i komponenty do zarządzania ciepłem - coraz mniej radiatorów, coraz więcej materiałów

Skuteczne chłodzenie elektroniki jest zagadnieniem nieustannie towarzyszącym pracom projektowym i niezbędnym elementem konstrukcyjnym dla większości urządzeń elektronicznych. Wprawdzie postęp w technologii półprzewodników nieustannie zwiększa sprawność sprzętu i zapotrzebowanie na moc zasilającą, niemniej coraz większa miniaturyzacja i złożoność układowa nie pozwalają zapomnieć o chłodzeniu.

Nacisk na wysoką jakość oraz coraz większa penetracja elektroniki we współczesnej technice zwiększają liczbę miejsc, gdzie sprzęt jest instalowany, także w trudnych warunkach środowiskowych. Zainteresowanie materiałami i podzespołami do chłodzenia staje się w pewnym sensie pochodną procesu dochodzenia do jakości, bo trudno o bardziej czytelne związki pomiędzy niezawodnością elektroniki a temperaturą pracy komponentów.

ENERGOOSZCZĘDNOŚĆ ZMIENIA WIELE W CHŁODZENIU

Na przykład to, że przy małej mocy wydzielanej nie trzeba wcale specjalnych radiatorów, bo sama obudowa komponentu wystarcza do rozproszenia ciepła lub kawałek miedzi na płytce drukowanej służy za cały radiator.

Chłodzenie za pomocą płytki drukowanej z dużymi płaszczyznami miedzi popularyzuje się też na skutek coraz lepszej dostępności i niższych cen obwodów wielowarstwowych. W przypadku gdy ciepła jest więcej, można próbować sięgnąć po laminaty z grubą warstwą miedzi lub oczywiście z rdzeniem metalowym.

Na rynku pojawiają się półprzewodniki mocy z azotku galu (GaN) i węglika krzemu (SiC). Te pierwsze są jeszcze sporą nowością, ale te drugie to już opracowanie sprzed wielu lat, które może wreszcie się spopularyzuje, a ceny staną się przystępne. Tranzystory tego typu mają znakomite parametry zapewniające bardzo małe straty mocy.

Najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie materiałów i komponentów do chłodzenia

 

Ranking najważniejszych kryteriów ofert handlowych w obszarze zarządzania ciepłem można traktować jako szablonową i modelową projekcję relacji klient–dostawca na krajowym rynku. Cztery pierwsze pozycje na szczycie wykresu powtarzają się w większości naszych zestawień dla popularnych komponentów elektronicznych, stanowiąc uniwersalny zestaw selekcji. Warto jedynie dostrzec, że w ostatnich czasach rośnie znaczenie czasu dostawy, bo gospodarki krajów europejskich zaczęły po kilku chudych latach rosnąć i na wiele komponentów tworzą się kolejki. Warto zauważyć, że bardziej liczy się posiadanie szerokiego asortymentu wyrobów gotowych (np. radiatorów) niż dostępność usług mechanicznych (np. frezowania i cięcia profili).

Tym samym zasilacze, falowniki i przełączniki z ich użyciem grzeją się znacznie mniej niż elementy krzemowe i mogą być znacznie mniejsze. Co więcej, złącza tranzystorów z GaN pracują przy wyższych temperaturach niż odpowiedniki krzemowe, co oznacza w omawianym temacie, że wymagana do ich pracy powierzchnia chłodząca radiatora jest znacznie mniejsza.

Niewielką moc z nowoczesnych układów elektronicznych odprowadza się do otoczenia przez ścianki obudowy, co jest sposobem najtańszym oraz zapewniającym całej konstrukcji wysoką odporność środowiskową. Wprawdzie obudowa z tworzywa nie jest dobrym przewodnikiem ciepła i nawet gdy jej wnętrze zostanie zalane materiałem termoprzewodzącym nie można liczyć na wydajne chłodzenie.

ELEKTRONIKA MOBILNA NAPĘDZA RYNEK MATERIAŁÓW

Przy rozważaniach takich nietypowych układów chłodzenia zwykle myślimy o półprzewodnikach, którym konstruktor stara się ograniczyć przyrost temperatury. Niemniej wraz z ekspansją rozwiązań impulsowych coraz częściej problem chłodzenia przestaje mieć charakter punktowy, a więc skupiony na elementach mocy.

Grzeją się elementy indukcyjne, jak transformatory i dławiki, kondensatory filtrów wyjściowych i pracujące w obwodach gasikowych, a także szybkie układy cyfrowe. Na dodatek elementy są ciasno upakowane i każde miejsce na laminacie jest zagospodarowane. W ten sposób te cieplejsze komponenty podgrzewają całą resztę i tym samym chłodzenie przestaje być domeną tranzystorów mocy.

Gdy ciepła jest do odprowadzenia dużo, cały czas podejście systemowe z głównym elementem w postaci wentylatora zamocowanego do obudowy ma w takim przypadku sens. Ale gdy ciepła jest niewiele konstruktor sięga po materiały termoprzewodzące, którymi łączy grzejące się elementy z obudową lub radiatorem, zapewniając tym samym równomierne odprowadzanie ciepła.

Największy potencjał rynkowy wg typów

 

Jeśli chodzi o potencjał rynkowy, to opinie wskazują na istnienie wyraźnej polaryzacji. Jeden biegun tworzą rozwiązania dla nowoczesnej elektroniki mobilnej i aplikacji energooszczędnych, a więc materiały (folie, zalewy), a drugi to wentylatory i dmuchawy stosowane w aplikacjach przemysłowych i sprzęcie profesjonalnym do chłodzenia większych systemów, szaf instalacyjnych i rozbudowanych układowo urządzeń. Reszta, a więc radiatory lub systemy wodne czy chłodziarki sprężarkowe, to albo produkt niszowy, albo taki, którego konstruktorzy zaczynają unikać. Modnym hasłem dla komputerów przemysłowych było przed laty określenie bezwentylatorowy. Wydaje się, że nadchodzi czas na analogiczne pojęcie "bezradiatorowy" jako synonimu lekkiej, zwartej i energetycznie efektywnej konstrukcji.

Wybór rozwiązania zależy od specyfiki aplikacji, ale typowe rozwiązania obejmują podkładki pod płytkę lub elementy albo zalanie całości tworzywem. Ten drugi sposób pozwala za jednym zamachem osiągnąć więcej celów: ochronę środowiskową, bezpieczeństwo elektryczne i podobne wymagania.

Wygoda i nieduże koszty powodują, że w ostatnich latach rynek materiałów termoprzewodzących szybko się rozwija. W tym obszarze pojawia się sporo nowości i rośnie też liczba dostawców, co sprzyja obniżkom cen oraz lepszej dostępności produktów. Poprawiają się też parametry związane z transmisją ciepła, które są kluczowe w tym obszarze zastosowań, gdyż decydują o wydajności chłodzenia.

WENTYLATORY TAK JAK PRZEKAŹNIKI NIGDY NIE ZNIKNĄ

 

Przegląd ofert dostawców urządzeń i materiałów do zarządzania ciepłem w elektronice

Wentylatory zniknęły lub szybko znikają w urządzeniach konsumenckich oraz małych aplikacjach przemysłowych, ale rozwiązania przemysłowe i energoelektronika nie może się bez nich obejść i stawia tym produktom coraz większe wymagania. Wentylatory do chłodzenia szaf instalacyjnych w halach produkcyjnych, do obsługi serwerowni, wydajnych zespołów komputerowych, urządzeń medycznych, maszyn, oświetlenia scenicznego i do podobnych zastosowań są i długo jeszcze będą niezbędne.

Dlatego wielu producentów ma w ofercie rozwiązania o dużej trwałości, odporne na kurz i mgłę olejową, których łopatki są wyważone a działanie ciche. Na rynku są dostępne wersje z czasem życia powyżej 150 tys. h, zakresem temperatur pracy od -20 do +85°C, a nawet wersje szczelne z IP68.

Standardem jest wyprowadzenie impulsów tachometrycznych pozwalające na kontrolę obracania i możliwość regulacji obrotów. Nowe konstrukcje dużych jednostek mają też energooszczędne silniki.

 

Dane kontaktowe do dostawców urządzeń i materiałów do zarządzania ciepłem

Najnowsze wentylatory mają również rozbudowane systemy zabezpieczeń, które nie tylko sygnalizują elektronice sterującej urządzeniem awarię, czyli zatarcie łożyska, ale także zapewniają precyzyjny rozruch, a nawet poprzez chwilowe odwrócenie kierunku wirowania usiłują oczyścić łopaty z kurzu. Coraz częściej wentylatory prócz zasilania i zwrotnej informacji o obrotach wirnika, mają jeszcze w złączu zasilającym czwarty przewód pozwalający na precyzyjną regulację szybkości wirowania.

Wentylatory na napięcie stałe i o rozmiarze do ok. 120 × 120 mm to rozwiązania kierowane przede wszystkim do elektroniki powszechnego użytku i sprzętu komputerowego. W tym obszarze zmiany są trudno dostrzegalne, ale można powiedzieć, że sprowadzają się do zapewniania dużej trwałości poprzez użycie łożyska ślizgowego z materiału porowatego lub kulkowego, a także do dokładnego wyważenia łopat.

Rośnie też stale liczba dostępnych typów, tak aby można było dobrać pasujący element w każdej sytuacji. Do wyboru są wersje kwadratowe od ok. 20 × 20 mm po 120 × 120 mm o kilku różnych grubościach. W ramach jednego wymiaru można jeszcze wybierać ułożyskowanie i wydajność przepływu powietrza oraz napięcie zasilania. Są też wentylatory okrągłe i dmuchawy, co razem daje grubo ponad setkę dostępnych wersji.

CHŁODZENIE WODNE I POMPAMI CIEPLNYMI

Chłodzenie wodne elektroniki jest obszarem niszowym i specjalistycznym, niemniej w wielu dziedzinach, takich jak sprzęt medyczny jest ono niezastąpione. Pojawia się w aplikacjach, gdzie trzeba odprowadzić dużą moc cieplną, a z różnych przyczyn nie da się użyć wentylatorów i radiatorów.

Poza medycyną pojawia się ono na farmach serwerów, w urządzeniach energoelektronicznych i telekomunikacyjnych. Gdy skala obiektu jest duża, takie rozwiązanie jest nierzadko korzystne od strony ekonomicznej, ponieważ pozwala na odbieranie ciepła od wielu elementów za pomocą jednego systemu.

Chłodzenie wodne jest tutaj nierzadko dobrym kompromisem po stronie kosztów. W ostatnim okresie widać wzrost zainteresowania takimi systemami, a po stronie ofert dostępność gotowych rozwiązań, zawierających wszystkie elementy, czyli pompę wodną, przewody, chłodnicę i radiator odbierający ciepło, tworzące spójną i pasującą do siebie całość, stale się poprawia.

Na rynku można znaleźć wiele produktów ukierunkowanych pod kątem wykorzystania w takich aplikacjach, np. radiatory z płaszczem wodnym, pompy cieczy, chłodnice zewnętrzne wraz z zespołem wentylatorów. Produkty takie są dostępne w różnych wymiarach i kształtach, co pozwala na dopasowanie ich do miejsca i panujących warunków zabudowy.

Główne zjawiska pozytywne na rynku

 

Na liście najważniejszych czynników sprzyjających rozwojowi rynku znalazły się szeroka oferta produktowa, miniaturyzacja i wzrost presji na jakość oraz oddziaływanie ze strony aplikacji profesjonalnych. Sporo głosów padło też na szybko poszerzającą się ofertę w zakresie nowoczesnych materiałów termoprzewodzących. Wniosek jest taki, że możliwość wyboru rozwiązania spośród wielu typów, a także swoboda konstrukcyjna w kształtowaniu systemu zarządzania ciepłem w sposób dopasowany do wymagań aplikacyjnych zapewniający wysokie parametry bez degradowania jakości, jest główną siłą napędową rynku. Konstruktorzy zdają sobie sprawę, że systemy chłodzenia mają wiele ograniczeń i starają się ograniczyć oddziaływanie problemów, jakie wiążą się z ich użyciem. Kompromisu i złotego środka szukają w różnych typach produktów, łączeniu w ramach jednego urządzenia dwóch rodzajów, także w nowinkach technologicznych, czego materiały są najlepszym przykładem.

Poza nimi niezbędne są pompy cieczy, rury a także złącza pozwalające na wygodne budowanie i serwisowanie instalacji wodnych, np. na wymianę czynnika chłodzącego, rozbudowę lub wymianę elementów bez konieczności demontażu całości. Złącza do rurek zapewniające możliwość łatwego montażu łączenia elementów i z wbudowanym odcięciem zapobiegającym wyciekowi po rozłączeniu wydają się kluczowym elementem sprzyjającym inwestycji w takie rozwiązania.

Rozwiązania sprężarkowe układów chłodzenia, czyli pompy cieplne, to produkty specjalistyczne i wymagane w zastosowaniach, gdzie trzeba zapewnić chłodzenie dużej mocy przy wysokiej temperaturze otoczenia. Niemniej w wielu takich aplikacjach jak nietrudno zaobserwować, przyglądając się infrastrukturze stacji telefonii komórkowej, instaluje się zwykłe klimatyzatory typu split.

ZESTAWY WENTYLATOROWE I BLOKI CHŁODZĄCE

Poza wentylatorami na rynku dostępne są także bloki chłodzące zawierające kilka wiatraków umieszczonych we wspólnej obudowie wraz z układem sterującym. Są też wersje zawierające dopasowany konstrukcyjnie do wymagań chłodzenia wymuszonego radiator z dmuchawą.

Takie komplety najczęściej są dopasowane mechanicznie do instalacji w popularnych szafach i obudowach przemysłowych, mogą być też montowane w chassis typu rack. Wygoda użycia i uniwersalne wykonanie w postaci np. szuflady, którą można wsunąć niczym półkę pomiędzy sprzęt w szafie technicznej, powodują, że coraz powszechniej wykorzystuje się je w zastosowaniach przemysłowych.

RADIATORY

Niewątpliwie radiatory są produktem, który na rynku był i będzie zawsze, ale patrząc na oferty firm handlowych, nietrudno dojść do przekonania, że przełomowych zmian technicznych lub istotnych nowości specjalnie nie widać, a nawet jak się pojawią, to i tak po chwili zainteresowania wszystko wraca na utarte szlaki postępowania.

Wyjątkiem jest to, że generalnie radiatory z czasem stają się coraz mniejsze lub innymi słowy oferta rynku w zakresie małych radiatorów znacznie się w ostatnich latach polepszyła. Wraz z rozwojem oferty katalogowej szybko maleje znaczenie dostępności usług dopasowania radiatorów do wymagań aplikacji, jak cięcie, wiercenie i frezowanie. Po prostu oferta jest na tyle szeroka, że dobranie pasującego elementu nie jest trudne.

Najważniejsze cechy systemu chłodzenia lub grzania

 

Główne cechy dobrego systemu zarządzania ciepłem to zdaniem pytanych w ankietach specjalistów wydajność cieplna, niezawodne działanie i cicha praca, a w dalszej kolejności mała waga. Nietrudno zauważyć, że z przedstawionego zestawu nie da się wybrać produktów, które miały cztery takie cechy jednocześnie. Wybranie nawet trzech kryteriów wydaje się niemożliwe w zakresie jednego produktu związanego z chłodzeniem, realne są dwa z czterech, co powoduje, że systemy stają się kosztowne, złożone, a czasem zmagają się z jakością, w zależności od tego, na co postawi w swoich decyzjach konstruktor. Zaskakujące jest to, że duża odporność środowiskowa, a więc jedno z ważniejszych kryteriów technicznych dla urządzeń przemysłowych znalazła się na dole rankingu. Prawdopodobnie dlatego, że jest ona dla konstruktorów problemem tylko w przypadku wentylatorów.

Wysokie ceny metali wyeliminowały miedź z tych produktów i obecnie radiatory są praktycznie wyłącznie wykonywane z aluminium czernionego galwanicznie. Dodatkowo kształt profili jest nierzadko zoptymalizowany pod kątem minimalizacji wagi. Widać wyraźnie, że nowe opracowania mają znacznie cieńsze żeberka niż w starszych konstrukcjach, zwłaszcza te przeznaczone do chłodzenia wymuszonego.

OŚWIETLENIE LED TEŻ SPRZYJA

Jednym z czynników najbardziej szkodliwych dla trwałości LED i utrzymania przez nie wartości strumienia świetlnego jest temperatura struktury półprzewodnikowej emitującej światło. Praktycznie zawsze istnieje konieczność instalacji systemów chłodzenia w postaci pasków miedzi na laminacie FT4, obwodu MPCB, a więc specjalnego laminatu z rdzeniem metalowym a w dalszej kolejności radiatora. Wiele rozwiązań takich jak COB można także montować bezpośrednio na radiatorze.

Dla potrzeb oświetlenia LED producenci przygotowali specjalne wersje radiatorów, często projektowane specjalnie dla wybranych rodzin LED, co ułatwia i przyspiesza prawidłowy dobór ich parametrów do wymogów LED.

Najważniejsze zjawiska negatywne

 

Na liście najważniejszych zjawisk przeszkadzających w rozwoju rynku wybijają się dwa czynniki: silna konkurencja oraz wysokie ceny rozwiązań wynikające m.in. z wysokich cen surowców, głównie metali takich jak miedź i aluminium. Wiele z rozwiązań chłodzących opiera się na nieskomplikowanych technologiach produkcji lub opanowanych w szczegółach lata temu. Dużo popularnych produktów standardowych ma wielu producentów i marże handlowe na nich są niewielkie. Za czynnik o charakterze regresywnym uznano także to, że z roku na rok elektronika wydziela coraz mniej ciepła i systemy chłodzące przestają dominować w obudowach i na liście BOM.

Niektóre można dodatkowo wesprzeć wentylatorem, co pozwala zmniejszyć objętość części metalowej, ale wiąże się ze sporymi niedogodnościami wywołanymi konicznością zapewnienia otwartego obiegu powietrza i hałasem. Z tego powodu jest to rozwiązanie stosowane głównie w aplikacjach profesjonalnych, np. oświetleniu scenicznym.

GRZANIE

Zapotrzebowanie na systemy grzania wynika z coraz większej penetracji elektroniki w zastosowaniach, gdzie pracuje ona na zewnątrz. Ich zadanie to łagodzenie wahań temperatury, ograniczenie możliwości kondensacji wilgoci, szronu lub lodu, zapewnienie stałości parametrów procesów a nawet dobrego działania wyświetlaczy LCD, które w niskich temperaturach stają się wolne.

Takie rozwiązania konieczne są też w aplikacjach w transporcie drogowym i szynowym, urządzeniach infrastruktury drogowej, systemach monitoringu i bezpieczeństwa. Systemy grzania są przeznaczone do instalacji w szafkach instalacyjnych lub obudowach sprzętu pracującego pod chmurką: kamer monitoringu, systemów mechanicznych w automatach sprzedaży, systemów parkingowych i kontroli dostępu oraz wielu innych podobnych rozwiązań.

Grzanie od strony asortymentu i oferty rynku jest znacznie słabiej zarysowane, bo grzać jest dużo łatwiej niż chłodzić i w wielu przypadkach nie trzeba specjalnych rozwiązań.

Prezentacje przykładowych firm powiązanych z tematyką tej analizy znajdują się na stronie: