1 报告编码19RI0354 头豹研究院 | 能源系列行业概览 400-072-5588 2019 年 中国直流电源行业概览 报告摘要 工业团队 直流电源是维持电路中形成恒定电压电流的装置， 其功能是将交流电压转换为稳定、大小合适的直流 电压。2015 年 5 月，中国国务院发布了中国制造 2025 ， 指出要强化工业基础能力， 促进直流电源行 业的进一步发展。中国直流电源行业市场规模从 2014 年的 1,804.0 亿元增长至 2018 年的 2,287.0 亿 元，年复合增长率达到 6.1%。在工业制造与电子电 气领域迅猛发展的背景下，中国直流电源行业市场 规模将保持稳定增长的态势， 预计到 2023 年有望达 到 3,100.2 亿元。 热点一：直流开关电源模块化趋势 热点二：软开关技术的发展将提高直流开关电源的产品 热点三：全数字化直流电源控制系统 模块化的直流开关电源还可做成插入式结构，实现热切 换，在不影响系统、不关闭电源的情况下，快速进行模 块插件的更换，使得维护维修过程变得更高效便捷，并 且可根据系统的需要，进行后续容量的扩充。因此，直 流开关电源模块化将成为中国直流电源行业的主流发展 趋势。 软开关技术应用了谐振原理，可使开关调整管中的电压 或电流按正弦或准正弦规律变化，当电压自然过零时， 开通调整管，当电流自然过零时，关断调整管。软开关 技术已成为直流开关电源向高频化方向发展的重要途径 之一， 对未来直流电源行业的发展具有至关重要的作用。 数字控制系统下的电子元器件数量更少，因此缩小了控 制板的体积，从而提高了体系的工作效率与系统的抗干 扰能力，降低了直流开关电源的制造成本。数字控制技 术的发展推动了直流电源行业的发展，未来全数字化的 直流电源控制系统将会是主流发展趋势。 庄林楠 高级分析师 王旸 分析师 邮箱：csleadleo 行业走势图 相关热点报告 能源系列行业概览2019 年中国页岩气行业研究报告 能源系列行业概览2019 年中国微电网行业研究报告 能源系列行业概览2019 年中国天然气运营行业市场 研究 能源系列行业概览2019 年中国光伏逆变器行业研究 报告 报告编号19RI0354 目录 1 方法论 . 3 1.1 研究方法 . 3 1.2 名词解释 . 4 2 中国直流电源行业市场综述 . 7 2.1 中国直流电源行业定义及分类 . 7 2.2 中国直流电源行业发展历程 . 8 2.3 中国直流电源行业市场现状 . 10 2.4 中国直流电源行业产业链 . 11 2.4.1 上游分析 . 11 2.4.2 中游分析 . 12 2.4.3 下游分析 . 12 2.5 中国直流电源行业市场规模 . 13 3 中国直流电源行业驱动与制约因素 . 16 3.1 驱动因素 . 1 6 3.1.1 直流开关电源的技术进步促进直流电源行业的发展 . 16 3.1.2 消费电子行业的蓬勃发展促进直流电源市场需求的增长 . 16 3.1.3 LED 照明行业的高速发展助推直流电源行业的发展 . 18 3.2 制约因素 . 1 9 3.2.1 直流电源制造主要依靠国外 IC 芯片产品 . 19 3.2.2 人工成本上涨为直流电源行业发展提出难题 . 19 3.2.3 直流开关电源会产生电磁干扰与噪音污染 . 20 1 报告编号19RI0354 4 中国直流电源行业政策及监管分析 . 20 4.1 行业支持政策 . 20 4.2 行业监管政策 . 22 5 中国直流电源行业市场趋势 . 23 5.1 直流开关电源模块化趋势 . 23 5.2 软开关技术的发展将提高直流开关电源的产品性能 . 24 5.3 全数字化直流电源控制系统 . 25 6 中国直流电源行业竞争格局分析 . 25 6.1 中国直流电源行业竞争格局概述 . 25 6.2 中国直流电源行业典型企业分析 . 27 6.2.1 济南能华机电设备有限公司 . 27 6.2.2 深圳市科奥信电源技术有限公司 . 28 6.2.3 浙江三辰电器股份有限公司 . 30 2 报告编号19RI0354 图表目录 图 2-1 直流电源分类（根据运作特点划分）. 8 图 2-2 中国直流电源行业发展历程 . 8 图 2-3 中国直流电源行业产业链分析 . 11 图 2-4 中国直流电源行业市场规模，2014-2023 年预测 . 14 图 3-1 中国电子产品市场规模，2014-2023 年预测 . 17 图 4-1 中国直流电源行业支持政策 . 22 图 4-2 中国直流电源行业监管政策 . 23 图 6-1 中国直流电源行业本土竞争企业介绍. 26 3 报告编号19RI0354 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境， 从电子电气、 工业制造、 LED 照明等领域着手， 研究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企 业走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产 业模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 6 月完成。 4 报告编号19RI0354 1.2 名词解释 变压器： 利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置， 主要构件是初级线圈、 次级线圈 和磁芯。 整流电路：可将交流电能转换为直流电能的电路。 滤波电路： 尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分， 保留其直流成分， 使输出电压纹 波系数降低，波形变得比较平滑的电路。 稳压电路： 在输入电网电压波动或负载发生改变时仍能保持输出电压基本不变的电源电 路。 脉动直流电流：方向（正负极）不变，但大小随时间变化的直流电流。 工频： 电力系统的发电、 输电、 变电与配电设备以及工业与民用电气设备采用的额定频 率。 纹波： 由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象， 因直流稳定电源一般是由交流 电源经整流稳压等环节而形成的， 这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成 份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。 晶体管：一种固体半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种 功能。 电磁干扰：干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音。 铁磁谐振： 电力系统自激振荡的一种形式， 是由于变压器、 电压互感器等铁磁电感的饱 和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。 饱和电抗器： 一种无功补偿装置， 这种补偿器由一个多相的谐波补偿自饱和电抗器与一 个可投切电容器并联组成。 晶闸管：一种开关元件，能在高电压、大电流条件下工作，并且其工作过程可以控制、 5 报告编号19RI0354 被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中，是典 型的小电流控制大电流的设备。 KHz：波动频率单位之一，为千赫兹。 MHz：波动频率单位之一，为兆赫。 谐振： 振荡系统在周期性外力作用下， 当外力作用频率与系统固有振荡频率相同或很接 近时，振幅急剧增大的现象。 正弦波：频率成分最为单一的一种信号，波形是数学上的正弦曲线。 电流浪涌：电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。 三极管： 一种控制电流的半导体器件， 其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号。 二极管：电子元件中一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过。 金氧半场效晶体管：一种可广泛使用在模拟电路与数字电路的场效应晶体管。 IC 芯片：将大量微电子元器件形成的集成电路放在一块塑基上，做成的一块芯片。 VHDL：一种用于电路设计的高级语言。 C 语言：一门面向过程、抽象化的通用程序设计语言，广泛应用于底层开发。 整流谐波：由整流器工作时产生的、引起电力网电流波形畸变的电流波。 冗余系统：为增加系统可靠性而采取的两套或两套以上相同、相对独立配置的设计。 热切换： 允许用户在不关闭系统、 不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘、 电源或 板卡等部件的切换方式，提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。 温度漂移：由温度变化所引起的半导体器件参数的变化。 DSP：Digital Signal Processing，即数字信号处理，是将信号以数字方式表示并处理 的理论和技术。 电流过零： 对于正弦交流信号而言， 信号的幅值是变化的， 单位时间 T 内变化的次数就 6 报告编号19RI0354 是信号的频率，而每个周期里面，电流信号都会 2 次通过零点，此为电流过零，一般用 来检测信号的频率。 7 报告编号19RI0354 2 中国直流电源行业市场综述 2.1 中国直流电源行业定义及分类 直流电源是维持电路中形成恒定电压电流的装置， 其功能是将交流电压转换为稳定、 大 小合适的直流电压。 直流电源主要由电源变压器、 整流电路、 滤波电路和稳压电路四部分组 成： 电源变压器可将电网提供的 220V 交流电压转换为各种电子设备所需的交流电压； 整流电路可利用单向导电器件将电网提供的交流电转换为脉动直流电流； 滤波电路可利用 电感或电容减小电流脉动， 使脉动直流电变为普通的直流电； 稳压电路可调整电路使输出 电压保持稳定不变。 根据运作特点的不同，直流电源可分为直流线性电源与直流开关电源两大类（见图 2-1） ： 直流线性电源是将城市电网的交流电通过工频变压器进行降压， 再经过整流与滤波形 成直流电， 最后通过稳压电路进行稳定的直流电输出， 其特点为电源调整管在线性状态中工 作。直流线性电源技术成熟，制作成本低，具有结构简单、输出纹波与干扰小、稳定度高、 噪音低等性能优点。直流线性电源只能用于降压，由于在 50 赫兹的工频下工作，导致直流 线性电源所用变压器体积较大， 整体较为笨重， 且由于调整管在线性状态中工作导致调整管 发热量大，转换效率低至 35%左右。直流线性电源适合在高档音响等重视输出纹波变化与 噪声影响的环境下使用，但因体积较大等因素，不适合大部分工业领域的应用。 不同于直流线性电源， 直流开关电源调整管的工作状态可在饱和 （开通） 与截止 （关断） 状态之间切换， 通过控制在饱和状态下与截止状态下的时间比， 维持输出电压的稳定。 直流 开关电源使用的变压器频率高， 其体积与重量相对较小， 同时直流开关电源独特的饱和与截 止工作状态切换模式使得其功耗较小， 因此具有体积小、 重量轻、 功耗低、 转换效率高至 75% 左右、电路形式灵活等优异性能特点，被广泛应用于智能设备、通信建设、电子电气、铁路 8 报告编号19RI0354 交通、LED 照明、医疗设备等领域。但由于直流开关电源的电路较为复杂、内部晶体管会频 繁切换，其设备也易产生噪音与电磁干扰。 图 2-1 直流电源分类（根据运作特点划分） 来源：头豹研究院编辑整理 2.2 中国直流电源行业发展历程 中国直流电源行业从诞生至今经历了起步、 快速发展和稳定发展三个阶段 （见图 2-2） ： 图 2-2 中国直流电源行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 起步阶段（20 世纪 50 年代初至 20 世纪 60 年代末） ：20 世纪 50 年代初，直流电源 9 报告编号19RI0354 行业处于起步阶段， 产品主要为直流线性电源。 这一阶段直流线性电源的主要结构分为两种： 一种是铁磁谐振式交流稳压器同时进行变压与稳压的功能， 再由整流器整流后输出； 另一种 为饱和电抗器在变压器初级调压， 再通过变压器变压之后， 由整流器整流进行输出。 在外接 电网 50 赫兹频率下使用的变压器、铁磁谐振式交流稳压器和饱和电抗器体积大、重量高、 转换效率低、用铜铁材料多、成本较高，因此应用范围有限。20 世纪 50 年代中期，晶闸管 的出现推动了直流开关电源的发展。 晶闸管作为开关器件， 在导通时， 电路电流量大且电压 降比低，在关断时，电压变高而电流基本接近于零。晶闸管的开关损耗与导通损耗小，相较 于直流线性电源，其效率显著提升，但也存在噪音干扰、电流浪涌等缺点。作为小功率直流 电源， 直流开关电源在行业起步发展阶段与线性直流电源相比无较大优势， 因此得到大量应 用的产品仍为直流线性电源。20 世纪 60 年代，直流开关电源的基本电路形式已基本发展 形成， 并在军工领域与人造卫星领域率先得到实际应用。 20 世纪 60 年代末， 随着微电子技 术的快速发展， 出现了高反压的晶体管， 使得直流电源不再需要工频变压器进行降压， 而可 直接由市电经整流、 滤波后输入， 直流开关电源进而得到发展， 直流电源的体积与重量逐渐 减小，效率得到提升。 快速发展阶段（20 世纪 70 年代初至 20 世纪 90 年代末） ：20 世纪 70 年代，各种电 子元器件的研发技术不断进步， 使中国直流电源行业得到快速发展， 适用于各类开关电源控 制要求的集成开关稳压器应运而生，芯片技术也得到迅速提高。直流电源的开关频率向 20KHz 以上发展， 直流电源逐步高频化。 20 世纪 80 年代， 直流开关电源频率发展到 100KHz 至 250KHz。到 20 世纪 90 年代，直流开关电源频率已达到 500KHz 至 1MHz，谐振型直 流开关电源迅速发展， 采用电感电容谐振电路， 使电压或电流成为正弦波， 使得电路电压或 电流过零时实现开关换流，此技术不但可以大幅降低开关损耗，更能减少噪音与电流浪涌。 这一阶段直流开关电源的体积与重量进一步减少， 转换效率进一步提升， 输出功率也由曾经 10 报告编号19RI0354 的数十瓦提升至数百瓦甚至数千瓦，功能不断完善，外接元件越来越少，设计、生产和调试 工作逐步简化使得成本降低， 因此被广泛应用于航空航天、 通信、 电视机、 计算机等领域中。 稳定发展阶段（21 世纪初至今） ：进入 21 世纪，直流电源产品功能更加多样化，应用 领域拓展， 行业步入稳定发展阶段。 随着信息技术与工业制造领域的迅猛发展， 直流电源相 应的产品得到重视并被大量投入应用， 如通信电源、 特种电源等。 通信电源属于直流开关电 源的一种，是整个通信网络的关键基础设施，可靠的通信电源系统可为通信系统提供安全、 稳定的运行环境。 以华为技术有限公司、 中兴通讯股份有限公司等为代表的一批高新技术型 通信电源企业迅速推进直流电源行业发展。 随着开关电源技术的不断发展， 开关电源的各种 新技术、新产品不断涌现，如组件化技术、数字控制技术、部分谐振型开关电源技术等。开 关电源逐渐向小型化、 高效化、 高频化方向发展， 逐渐适应现代电子设备以及工业设备的需 要，并可满足用户不断细化的要求。 2.3 中国直流电源行业市场现状 直流电源属于工业基础产品，是保障系统电力正常运作的关键环节，不仅要在常规情 况下为设备提供优质的电力，更要保障在电网故障等异常状况下为重要设备提供不间断的 可靠电能供应。随着直流电源技术的进步与产品应用领域的拓展，各种不同功能的直流电 源产品应运而生，如通信电源、特种电源、消费电子电源、医疗设备电源等。由于开关电 源较线性电源在技术上具有更大优势，可节省用于制造工频变压器的材料与空间，拥有质 量轻、体积小、可靠性高且性价比强的点点，同时因为不用降压使得其易于实现各种不同 功率的输出。当前大多数直流电源产品采用直流开关电源的运作形式，线性电源呈现出逐 渐被淘汰的市场现象，相较于直流线性电源，直流开关电源对生产技术的要求更高且应用 领域与发展前景更加广阔。整体而言，中国直流电源市场集中度较高，行业竞争激烈程度 11 报告编号19RI0354 偏低，市场份额多集中于以济南能华机电设备有限公司、无锡安耐斯电源有限公司、华为 技术有限公司、中兴通讯股份有限公司等直流电源公司为代表的行业龙头企业，中小型企 业市场份额占比低。直流电源产品的应用领域广泛且有持续扩充的趋势。 2.4 中国直流电源行业产业链 中国直流电源行业产业链可分为上游原材料与设备供应行业、 中游直流电源制造行业及 下游应用领域（见图 2-3） ： 图 2-3 中国直流电源行业产业链分析 来源：头豹研究院编辑整理 2.4.1 上游分析 中国直流电源行业的产业链上游为原材料与设备供应行业， 参与主体包括电子器件供应 商、磁性材料供应商、灌封材料供应商、机构件供应商等。其中电子器件包括 IC 芯片、三 极管、二极管、电解电容、金氧半场效晶体管、电阻电容、电路板等电子元件；磁性材料包 括电感器、变压器等；灌封材料包括各类胶粘剂，如导热胶、防水胶等；机构件包括绝缘材 料、铝型材料、钢型材料、防水线材等。磁性材料、灌封材料、机构件等原材料产品附加值 偏低，行业竞争激烈，市场集中度较小，企业普遍规模较小，知名度偏低，因此议价能力偏 12 报告编号19RI0354 弱。IC 芯片是直流电源产品的核心部件，对直流电源产品的质量与稳定性有巨大影响，IC 芯片的设计需结合软件与硬件两方面的知识， 软件知识包括各类信息技术编程语言， 如C语 言，VHDL 等，硬件知识包括数字逻辑电路原理及应用、高频电路、模拟电路等。作为高度 结合电子工程学与计算机工程学的技术型产品， IC 芯片制造工艺繁琐且复杂， 技术门槛高， 因此 IC 芯片拥有高产品附加值且 IC 芯片行业集中度高，企业规模大，知名度高，拥有高议 价能力。 2.4.2 中游分析 中国直流电源行业的产业链中游为直流电源制造行业， 主要分为本土直流电源制造商与 国外直流电源制造商。 本土直流电源制造企业集中度偏高， 企业竞争激烈程度偏低， 本土龙 头企业拥有较成熟的自主技术，规模大、知名度高、品牌效应良好，市场份额占比较高，代 表性企业有济南能华机电设备有限公司、 无锡安耐斯电源有限公司、 华为技术有限公司、 中 兴通讯股份有限公司等。中小型企业多数规模小、缺乏成熟的产品技术、知名度低、市场竞 争力较弱， 导致市场份额占比较低。 在直流电源中低端产品领域水平， 中国本土直流电源企 业与国外直流电源制造企业实力相近， 竞争力不相上下， 而在直流电源高端产品领域， 中国 本土企业与国外企业仍有一定差距， 产品技术不够成熟， 仍需较长时间进行技术积淀。 国外 知名直流电源制造企业有德国西门子股份有限公司、法国施耐德电气有限公司及瑞士 ABB 有限公司等， 这些企业在软开关技术、 高频化直流开关电源制造、 电源控制技术等精尖领域 中拥有成熟的核心产品技术。总体而言，中游直流电源制造的议价能力也较强。 2.4.3 下游分析 中国直流电源行业的产业链下游为直流电源产品的应用领域。 直流电源作为电子及工业 13 报告编号19RI0354 的基础产品，被广泛应用于各个不同行业，主要包括工业制造、消费电子、通信、LED 照明 等领域。下游领域涉及细分行业众多，如消费电子领域，其行业集中度较低，企业数量多， 但大部分为中小型企业， 中游企业无需依赖某一个下游企业用户， 因此议价能力较低。 在行 业集中度较高的下游领域，如通信、LED 照明等，企业数量相对较少，企业知名度较高，企 业规模较大，客户黏度高，议价能力相对较高。 2.5 中国直流电源行业市场规模 得益于中国经济环境的快速发展以及政府出台的利好政策， 中国直流电源行业市场规模 保持持续上涨的趋势。 2009 年 4 月， 中国国务院出台了 电子信息产业调整和振兴计划 ， 提出要重点发展计算机、电信设备、电子电气等领域，加大国家投入，助力电子元器件产品 升级， 促进电信设备制造业的快速发展， 拓展其应用领域规模， 推进产品与服务的融合创新。 2015 年 5 月，中国国务院发布了中国制造 2025 ，指出要强化工业基础能力，推进电子 元器件以及核心信息电信设备体系化的发展与规模化应用，促进直流电源行业的进一步发 展。 中国直流电源行业市场规模从 2014 年的 1,804.0 亿元增长至 2018 年的 2,287.0 亿元， 年复合增长率达到 6.1%。在工业制造与电子电气领域迅猛发展的背景下，中国直流电源行 业市场规模将保持稳定增长的态势，预计到 2023 年有望达到 3,100.2 亿元（见图 2-4） 。 14 报告编号19RI0354 图 2-4 中国直流电源行业市场规模，2014-2023 年预测 来源：头豹研究院编辑整理 15 报告编号19RI0354 16 报告编号19RI0354 3 中国直流电源行业驱动与制约因素 3.1 驱动因素 3.1.1 直流开关电源的技术进步促进直流电源行业的发展 传统直流电源的体积与重量较大、 转换效率偏低， 导致产品应用受限。 直流开关电源的 发展改变了这一状况， 没有采用笨重的工频变压器， 且由于开关调整管的耗散功率大幅降低 后，发热量小，又省去了较大的散热片，使得直流开关电源拥有体积小、重量轻、能量损耗 低、效率高的特点。电气产品中，变压器、电容与电感的体积与重量与供电频率的平方根成 反比， 因此频率的提高意味着更小的体积与重量， 当频率由 50Hz 提升 400 倍至 20kHz 时， 用电设备的体积与重量下降至工频设计时的 5%至 10%。 随着电子电力技术的进步， 直流开 关电源逐步向高频化发展，开关频率的提高，不仅有效地减少电容、电感及变压器的尺寸， 还能改善电磁干扰的情况， 进一步提升系统性能。 优异的性能特点使得开关电源被广泛的应 用于各类行业，如工业制造、通信、LED 照明等，开关电源市场需求大幅攀升。根据中国电 子信息产业统计年鉴数据显示，中国开关电源年销量从 2016 年的 2.2 亿部增长至 2017 年 的 9.9 亿部，同比增长 350%。直流开关电源迅猛发展的态势大力拉动了中国直流电源行业 的进展。 3.1.2 消费电子行业的蓬勃发展促进直流电源市场需求的增长 消费电子产品是指围绕消费者日常应用而设计的， 与工作、 生活、 娱乐等方面息息相关 的电子类产品。 消费电子产品现已发展成为普及最广、 技术发展最快的电子领域， 如智能手 机、智能电脑、智能平板、激光电视、3D 打印机等产品。消费电子产品若无稳定的电流与 电压， 就无法正常工作， 如计算机需要一个稳定的电压水平来区分高信号 “1” 与低信号 “0” ， 17 报告编号19RI0354 因此这些设备无法在不断变化的交流电下进行运作。 由此可见， 在消费电子产品中， 直流电 源的功能是为各类消费电子产品提供所需的稳定电力供应以保证其产品的可靠性、 稳定性及 安全性， 属于消费电子产品的必需配件。 其中直流开关电源凭借其体积小、 重量轻、 效率高、 节能好等性能优点， 受到广大消费电子产品企业的青睐与重视， 被广泛应用于消费电子产品 的生产。 近年来，由于信息科技的发展和人工智能的普及，物联网、智能化等趋势愈加明显，电 子产品的需求大幅提升， 中国电子产品市场规模高速增长， 发展态势良好。 根据全球电子产 业资料年鉴数据显示（见图 3-1） ，中国电子产品市场规模自 2014 年的 4,209.0 亿美元增 长至 2018 年的 4,758.0 亿美元， 年复合增长率为 3.1%。 随着大数据， 区块链， 人工智能， 云计算等信息科技的高速发展，智能家居、智能电脑、智能手机等设备需求的持续上涨，预 计未来中国电子产品市场规模到 2023 年有望突破 5,800 亿美元， 未来五年的年复合增长率 将达到 4.0%。中国消费电子产品市场的景气带动了消费电