升级 12 V,变身 48 V

汽车电力需求推动 48 V 电源的采用

使用 Vicor 双向 NBM2317,汽车可以轻松从 48 伏电压转换到 12 伏,且损耗最小,布线更少。(图片来源:Vicor Corporation)

与许多行业一样,汽车行业多年前就规定了标准工作电压。然而,随着技术的进步,标准也在不断演变。在汽车行业中,我们可以看到这种标准的演变。

第一批汽车根本没有电力系统,靠手摇柄启动,车灯则由汽油供能。随后采用了铅酸蓄电池,再后来是 6 V 电源。这种电源在一段时间内可行,但是随着汽车发动机越来越大,电子设备越来越多,就需要更多的电力。所以 12 V 成为了新标准。

今天,我们正处于另一场变革中。汽车电力需求正在迅速增长,尤其是在自主驾驶车辆中。汽车中的人工智能也是一个主要的电力驱动因素。传动系统和信息娱乐需求也明显需要更多的电力。

因此,12 V 电池已不再够用,自然需要升级到 48 V 电池。现在,实现这一转变并不困难,因为一些汽车已在采用双电池解决方案。它们使用一个传统的 12 V 电池和一个 48 V 锂离子电池共同输送功率。在汽车采用 48 V 标准之前,这可能只是一个过渡期。

48 V 在许多行业实现更高能效

通过高效地逐步从 48 V 降至 12 V,数据中心能够维护传统的基础设施(图片来源:Vicor Corporation)

其他行业也正在经历向 48 V 的过渡。数据中心也发生了类似的转变。它们仍在使用传统的 12 V 电源总线,但希望使用 48 V 电源总线来提高供电效率,以此满足飙升的用电需求。

电动工具的电压也大幅上升,使扭矩增大,电池尺寸更小。现在 48 V 工具非常常见。这些工具也许价格更高,但充电后可以续航更久,提供的扭矩更大。LED 是另一个发现 48 V 电源使用价值的行业,尤其是在电力需求最大的室外照明领域。48 V 电源可让显示屏更亮、更大且更具能效。

48 V 电源的优势是什么?

48 V 允许以更少的切换损耗提供更大的功率。这是因为流经相同数量的铜缆的电流更少,使电流可以传输得更远,为更多器件供电。48 V 接受 SELV(安全超低电压)额定电压,这意味着它仍然安全,不需要特殊处理。它低于安全处理电压限值,即 60 V。此外,电缆不需要额外屏蔽,也没有过热危险。

为什么不从一开始就直接使用 48 V 电源呢?

在初期,较大电池的成本和尺寸使其并不实用。虽然高电压有其优点,但也存在一些局限。高电压系统的触点必须更加坚固,并且由于腐蚀速度更快,因此消耗成本也更高。但随着技术的进步,我们在尽量消除这些缺陷方面做得越来越好。目前大多数基础设施和设计的电源都为 12 V。一旦新标准制定出来,让人们尝试和采纳新标准可能有点困难,因为他们的所有元器件都采用 12 V 供电。

NBM2317 可提供 48 V 与 12 V 之间的双向转换,在 800 W 连续功率下峰值能效可达 98%。(图片来源:Vicor Corporation)

现今,这些系统大多都试图在 12 V 与 48 V 之间架起桥梁。它们并不试图彻底改造基础设施,而是要转变其架构。例如,新型的轻度混合动力汽车采用双电池配置,即 12 V 和 48 V 电池。在专业公司的帮助下,您不必马上改变您的整个系统,而是可以逐渐采用更新的电源结构。因此,当过渡到更高的电压时,整个系统需要使用不同的零件。

这就是 Vicor 等这类公司的用武之处。Vicor 刚推出了出色的“桥梁”元器件 NBM2317。NBM 可提供 48 V 与 12 V 的双向转换,在 800 W 连续功率下峰值能效可达 98%,并且可在不到 3.3 cm3 的封装中提供 1 kW 峰值功率。Vicor 拥有 48 V 元器件系列,可助您构建 48 V 电源链,并帮助您过渡到 48 V 基础设施。



关于此作者

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Ben Roloff 是 Digi-Key Electronics 的助理应用工程师,自 2016 年以来一直负责微控制器领域的客户服务工作。他出生在 1991 年,那时人们对互联网还闻所未闻。互联网在他们上学的那些年里逐渐兴起——也就是说,他们是伴随着互联网一起长大的。Ben 拥有南达科他州矿业技术学院的计算机工程学士学位,正是他对计算机的兴趣促使他选择了计算机工程专业。

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