功率晶体管助高效率、高功率密度转换器实现
  在新式发电/节能技术及装置的背后,高频切换电源转换器扮演着极重要的角色。高频切换电源转换技术,乃是利用半导体功率组件以“高频切换”方式,结合各式能量转换组件如变压器、储能组件如电感及电容,达到高效率、高功率密度的要求。
  具有较低功率损耗的功率晶体管,是达到较高的电源转换效率,符合日益严谨的电源转换效率规范的有效手段。综观功率晶体管的技术发展可分为两个方向:“晶粒(die)”技术及“封装(packaging)技术”。
  (1)晶粒技术的发展主轴是以更低的导通电阻、更快的切换速度及更小的极间电容,大幅降低功率晶体管的导通损耗、切换损耗及其他可能损耗;
  (2)封装技术的发展重心是改进或提出新式封装结构及技术,降低封装所造成的寄生电阻及寄生电感,除降低导通电阻、提高切换速度外,并能提升功率晶体管的散热能力及最大功率承受能力。
  图1为低电压及高电压功率晶体管之导通电阻分布图,其中,对高电压功率晶体管而言,晶粒技术发展的重要性远胜于封装技术,因为导通电阻的贡献主要来自晶粒而非封装;低电压功率晶体管的导通电阻分布,取决于不同的封装方式,其最低导通电阻亦会受到封装方式所限制
  。
  图1,功率晶体管之导通电阻分布图
  从整体转换器效率观之,除了导通损耗、切换损耗外,在极低负载电流条件下,功率晶体管的电容性损失(capacitive loss)及功率晶体管的驱动损失(driving loss)亦不容小觑。图2为80V功率晶体管应用于125KHz切换频率,全桥相移式转换器之同步整流器功率损耗分布图,功率晶体的切换导通/截止损耗在此忽略不计,由图中可知,当输出负载电流愈低时,电容损耗及驱动损耗所占比例愈高,在功率晶体管的技术发展上,除了降低导通电阻外,有效减少极间电容所造成的晶体电容损耗及驱动损耗,能够大幅改善电源转换器在轻载条件下的效率。
  图2,同步整流功率晶体管之损耗分布图。
  图三为英飞凌科技OptiMOSTM3及新一代OptiMOSTMGen5功率晶体管的优质化系数及应用于降压转换器之效率比较图。在各项优质化系数降低的同时,所反映出来的是在系统上效率的大幅提升。
  图3,英飞凌科技OptiMOSTM3及OptiMOSTMGen5的FOM及效率比较图。
  此外,功率晶体管结构的改良,使得功率晶体管能够在较低的驱动电压下操作在最佳的区域,晶体本身能够在导通损失及切换损失两者间取得平衡,使得转换器无论是在轻载或是满载下,能够具有足够很高的转换效率。图4为降压转换器效率与驱动电压的关系比较图。
  图4,降压转换器效率与驱动电压的关系比较图。
  图5为TO-220及SSO8(Power-PAK)的封装透视图,其中TO-220的引线(lead)在栅(Gate)极、泄极(Drain)及源极(Source)的寄生电感值,在未修剪引线长度的条件下,分别约为16nH, 13nH及15nH左右,其中栅极与源极的引线在驱动回路中造成的寄生电感,限制了功率晶体管的驱动电流上升速度及功率晶体管的切换速度;泄极与源极的引线在功率级回路中造成的寄生电感,在功率晶体管导通时储存能量,截止时释放能量至外部线路,不仅降低效率更形成电压尖波 (spike)的来源之一;泄极与源极的引线所造成的寄生电阻,为导通电阻的一部份,在功率晶体管导通时消耗能量,降低系统效率。相较于TO-220,SSO8的封装寄生电阻跟寄生电感小得多,能够达到较低的导通电阻值、较高的效率、较低的尖波电压准位及较佳的并联操作特性。
  图5,TO-220及SSO8(Power-PAK) 封装透视图。
  如图6所示,为TO-220及SSO8分别应用在一600W全桥相移式转换器中,输出同步整流器上之系统效率比较图,其输出电压为12V,最大输出电流为50A,由图中可知,在相同的缓振(snubber)线路中,使用SSO8封装的功率晶体管,其系统效率高于使用TO-220者。在此两功率晶体管中所使用的晶粒规格相同,封装方式不同,可从中看出封装方式造成的效率差异。
  图6,TO-220及SSO8功率晶体管作为输出同步整流器上之系统效率比较图。
  如图7所示,为相同测试条件下,TO-220及SSO8截止时的晶体电压比较图,在满载负载电流条件之下,在SSO8上的晶体电压,仍远低于TO-220的包装。
  图7,TO-220及SSO8晶体电压比较图。
  如图8所示,为不同表面接着组件之热阻比较图,值得一提的是,新式CanPAK的优点在于晶体上的栅极及源极,都是由晶粒本体直接与PCB做连接,并不通过任何的引线或是引线架(Lead-frame),可以减少可能的源极寄生电感,提高可能的切换速度并降低寄生电感所存贮的能量;泄极通过散热盖的方式与PCB做连接,由于晶粒本体与散热盖之间的热阻值远低于其他传统之各项封装,在CanPAK中能够通过散热盖而传递出去的热能大幅增加,有效降低晶粒的温度,即使在极高切换频率下,依然能够达到系统高效率的目标。此外,功率晶体管的最大功率损耗及最大电流是由公式所决定,其中TJ,max为最大接面温度、TC为引线架温度、Rth,J-C为接面-引线架之热阻系数,在于利用有效降低接面-引线架之热阻,提高功率晶体管之功率损耗及连续电流能力。
  图8,不同表面接着组件之热阻比较图。
  英飞凌科技致力于功率晶体管新技术的发展,以今日全球40%的能耗用在电能的产生上,在电源转换单元中每个单一功率组件所能省下的电能,其背后意义却是可节省约3座~4座核电厂的能源。英飞凌的产品目前已部署于能源价值链的每一个环节中,涵盖发电、配电及有效运用电力等领域。
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《什么是悖论?什么是驳论?》悖论是表面上同一命题或推理中隐含着两个对立的结论,而这两个结论都能自圆其说。 悖论的抽象公式就是:如果事件A发生,则推导出非A,非A发生则推导出A。 悖论是命题或推理中隐含的思维的不同层次、意义(内容)和表达方式(形式)、主观和客观、主体和客体、事https://t.cn/AinFmgjr





康愉子

优质财经领域创作者

关于报表的使用效果,在《财务智慧》里,作者有非常生动的形容:

当你把公司的财务报表交给企业一位经验丰富的管理者时,他们首先看的是利润表。大多数管理者背负着“盈利和亏损的责任”,他们知道,利润表是其业绩的最终记录。把同一份报表交给一位银行家,或者一位经验丰富的华尔街投资人,或者一位老练的董事会成员。这个人首先看的报表一定是资产负债表。

用会计的概念,资产负债表是时点数,反映了截止到某一天,企业的全部财务状况。如果,你把你把读财报的人理解为帮公司做体检的一生,那么资产负债表就是医生手里的那张X光照片,从中可以窥探到公司的健康情况。

那么,作为“企业医生”的报表阅读者们,怎样充分利用这张照片,分析企业可能存在的问题呢?

看资产的结构

在资产负债表上,体现了会计复试记账最重要的基础理论,那就是:资产= 负债+所有者权益 这一会计恒等式。



公司的经营,简单说是用投入的本金再加上债务杠杆,通过资产的周转,从而创造利润和现金的过程,也可以说是从现金到现金的一个循环。最后体现到资产负债表,就是左边的资产,右边的负债和所有者权益。

左边的资产是企业所拥有的全部资源,未来可以用来创造更多的利润和现金,而右边则反映了资产的来源,是来源于股东的投入,还是欠债权人的债务。资产、负债、所有者权益三者之间的比例关系,也就体现了公司是依赖债务来赚钱,还是更依赖股东投入来赚钱。

债总是要还的,这是公司必须承担的义务。债务越高,现金流就可能越紧张。不同行业的负债率水平会有差异,横向之间的对比意义不大,比如央企、国企有去杠杆的要求,一般是在50%左右,而银行房地产行业对资金依赖程度高,是典型的高负债率行业。

但是,高负债经营始终是隐含的风险,比如环保行业的东方园林和神雾环保,目前都是举步维艰。下图是东方园林过去四个期间的资产负债率,都是在70%附近徘徊,而上年年,东方园林也暴露出明显的债务问题。



所以,负债率是衡量公司整体流动性非常重要的一个指标,在看资产负债表时首先需要注意。中国上市公司的平均负债率大概在42%左右,通常地,会认为超过70%是比较危险的,具体可以再结合行业的平均水平判断。

看资产的构成

公司赚钱的逻辑,首先通过利润表得以最直观的呈现,最后却是隐藏在资产负债表的各个报表项目中。



上表是五粮液2019年一季度的资产负债表,这是非常简单好看的一份资产负债表。其中,货币资金占比非常高,也就意味着有稳健的现金流。而从流动资产与固定资产的占比,则反映出公司不需要进行大量的资本性投入。同时,简单的报表项目,则表明公司业务简单。

我们知道,白酒行业是公认的赚钱容易的行业,依赖最早期的竞争,如今行业竞争格局已经很稳定,老品牌基本已经是躺着赚钱的阶段。这一特点,在五粮液的资产负债表也得到了印证。

跟五粮液不同,有些公司则是通过固定资产赚钱,比如光伏行业的隆基股份,过去四年,资产规模扩大4倍,类似的还有京东方a,在面板领域成为了国内第一,却也是因大量的固定资产投入而来。

有些公司是通过人赚钱,比如被很多投资人看好的泛微网络,固定资产在总资产中占比非常少,它依赖的是公司员工所能提供的咨询、实施服务。是典型的轻资产行业。

还有些公司,依赖“不务正业”来赚钱,投资别的公司股票、卖资产,借并购重组的噱头。。。

公司的钱花在哪里,未来就在哪里,而这在资产负债表中会有直观的呈现,也是公司战略定位的反映。是低成本战略,还是差异化战略,对应的资产构成是不太一样的。

那么,如果公司把花在不合适的地方,公司的未来就有威胁,比较典型的如:

1、盲目扩大产能,加大固定资产投入。

2、进入不熟悉的额领域。比如美都能源,从房地产到油气、新能源、金融,说好听是在转型,不好听点就是折腾,反正没哪个新业务是发展得很好的。

所以,通过看资产负债表的构成,可以看到的是公司战略规划在资金分配层面的落地。是不是长期可持续发展的战略,战略是否得到有效执行,都会对公司未来产生较大影响。也是在看资产负债表时,需要注意的。

看资产的质量

从会计核算角度,能在未来为企业带来经济效益流入的资源,才能认定为资产。然后,在资产的确认和计量时,公司财务会有一定的自主选择权利。比如,3000一台的打印机,有些公司可能会直接费用化,体现为利润表中的一笔当期费用,而有些公司,可能会把打印机确认为资产。公司财务核算所采用的估计和假设 ,会影响到报表数据。

类似的,还有资产的价值确认,按照会计核算制度,有些资产项目可以采用公允价值计量的,可问题是,公允价值是波动的,在没有真正出售之前,最后到底值多少钱很难说。新城控股2018年的年报,部分房地产项目采用了公允价值计量,之后被交易所发问询函,要求补充依据。而上海莱士2017年的年报,却是因为所投资公司股价下跌,导致投亏损严重,在此之前的2016年年报,却是大幅盈利。

所以,资产的质量,最重要的指标是未来转换为现金流的能力。即便现在体现在账面上很有钱,但未来不能兑现,那资产其实也就不值钱。

资产负债表中的报表项目是按照流动性排列的,自上而下流动性逐渐减弱。其中,货币资金的流动性最强,也最容易衡量,而存货是通过日常经营来转换为现金,就与市场环境和市场需求息息相关。再往下,非流动资产的变现能力更差,变现周期也更长,未来不确定性和风险也就越大。



还是看五粮液的报表数据,90%以上的资产是流动资产,60%以上的资产是货币资金,这样的资产,转换为现金的能力就很好,自然也是高质量的资产。

看资产负债表的资产项目时,一些关键的报表项目就需要特别留意:

1、应收账款和应收票据需要关注坏账情况,看计提坏账的比例,和销售政策的变化。去年因为票据业务备受推崇,2018年年报中,有公司的应收票据增长显著,那也可能是风险。

2、存货重要要看周转,如果产品滞销就会很麻烦。比如最近被热议的涪陵榨菜,在2018年提交后,报表的存货周转率明显下降,这也会是一个信号。

3、其他应收的余额若是很大的话,就要考虑是否有不清不楚的内部业务或者关联方业务;

4、金融资产的风险往往都比较大,若是占比很大往往是公司开始不务正业的征兆。

5、固定资产首先要看折旧政策,其次就是要预防盲目扩张,导致产能过剩。

6、商誉是主要的来源是收购溢价,必须要结合投资回报来看。高溢价的并购有可能存在利益输送,也可能是盲目进入新的领域,尤其是海外市场的并购,这么些年成功概率很低。

7、递延所得税资产基本就是虚的。

8、无形资产的价值最难判断,可能高估,也可能低估,但最终一般会体现为公司的软实力,比如产品竞争力,品牌价值,客户粘度,等等诸如此类的。

“高估资产,低估负债”是做外部投资决策时最应该避免的,同样,在看资产负债表是,也应该对资产的质量予以重视。

资产负债表是公司报表中非常重要的报表,与公司经营有关的很多信息多在资产负债表中有所呈现。但是,报表也不是万能的。

首先,报表数据是对过去的记录,基于报表对未来的预测,都会有不确定性。

其次,报表也不能展示公司的全部,尤其是新兴行业,公司的优势和公司所拥有的一些隐形资源,比如人力资源优势,研发能力等都无法准确地通过报表来计量,同样的,公司的一些问题,也无法完全通过报表呈现,比如出现公关危机,或者人才流失。

所以,报表终究也只是工具,是看公司的一个重要视角,却不是全部。

以上内容,希望对您有所帮助,感谢您的留意。其中所提及公司,仅作为案例说明,不构成任何投资建议。

创建于2019.8.11

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