電子發燒友網報道(文 / 吳子鵬)隨著汽車電動化、智能化進程的加速,48V電源系統在汽車領域已從技術探索階段步入大規模應用階段。48V系統通過提升電壓來降低電流,有效減少了線纜損耗,同時支持更高效的能量管理。然而,48V系統的應用價值并非僅局限于汽車領域,在AI與數據中心、通信網絡、工業自動化以及儲能等領域同樣需求旺盛。?
48V 系統在多個行業的廣泛應用,充分彰顯了其在能效、安全以及兼容性方面的綜合優勢。為助力各行業更好地運用 48V電源技術,日前,Vicor 推出了全新的 DCM3717 和 DCM3735 DC - DC 電源模塊,以順應以 48V 為核心的供電網絡(PDN)的增長趨勢。
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48V 電源系統優勢顯著?
在 48V 系統問世之前,汽車、工業以及數據中心等領域普遍采用傳統的 12V 架構。48V 電源架構的興起,源于其對傳統 12V 系統的顛覆性變革。其一,48V 電源系統能夠提供更高的能效以及更強的功率輸出能力。在相同功率條件下,48V 電源系統電流得以降低,從而減少了 I2R 損耗。例如,數據中心采用 48V 直供方案,其效率可提升至 95% 以上,而傳統 12V 母線損耗則高達 18%。同時,憑借更高的電壓,48V 電源系統能夠輸出更高的功率。48V 架構可輕松驅動 5kW 以上的 AI 服務器、800V 汽車高壓平臺下的電機驅動系統,以及工業機器人多關節的高功率需求。在汽車 800V 平臺,48V 成為連接動力電池與車載設備的 “黃金樞紐”。?
其二,48V 電源系統更利于散熱設計與小型化設計。48V 系統能夠減少 I2R 損耗,在相同功率下,48V 系統的電流僅為 12V 系統的四分之一。這種低損耗特性能夠減少發熱量,進而簡化散熱設計。與此同時,48V 系統的低電流特性允許使用更細、更輕的導線,這不僅大幅降低了線纜重量,還降低了材料成本。?
此外,48V 電源系統具備靈活的兼容性與擴展性。一方面,48V 電源系統能夠靈活支持 48V 與 12V 的雙向轉換,這使得傳統 12V 負載能夠逐步向 48V 架構遷移,從而保護了現有投資;另一方面,48V 母線可通過并聯模塊實現擴展,以滿足不同場景的需求。
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Vicor 工業事業部應用工程總監 Tom Curatolo 表示,Vicor 作為 48V 電源架構的引領者,在 48V 電源系統方面提供了靈活多樣的產品方案,以協助客戶構建靈活的電源轉換方案。
如圖所示,Vicor 可提供高壓轉 48V 模塊、48V 轉負載電壓模塊、12V 與 48V 兼容轉換模塊。其中,高壓轉 48V 模塊可將 800V/400V 轉換為穩定的 48V 母線,適用于新能源汽車、工業高壓設備;48V 轉負載電壓模塊能夠靈活輸出 24V/6V/3.3V 等,以適配多樣化的設備需求,減少多級轉換損耗;12V/48V 兼容模塊采用雙向轉換設計,有助于傳統 12V 系統的平滑升級,降低設備更新成本。
Vicor 48V模塊產品組合,圖源:Vicor
Vicor 推出全新 DC - DC 轉換器模塊?
Vicor 全新推出的 DCM3717 和 DCM3735 DC - DC 電源模塊,有力地支持了以 48V 為中心的供電網絡(PDN)的增長趨勢。這些全新模塊具備卓越的產品性能,包括高功率、高效率、高功率密度,并且支持 PMBus。
Vicor全新DC-DC轉換器模塊,圖源:Vicor
在高功率方面,這些非隔離穩壓 DC - DC 轉換器的工作輸入電壓范圍為 40 - 60V,可產生 10V 至 12.5V 的可調穩壓輸出。DCM3717 系列提供 750W 和 1kW 兩種功率選項,DCM3735 則為 2kW 設備準備。這兩款全新的 DCM 產品可進行并聯,能夠快速擴展系統的功率水平。?
在高效率方面,這些 DCM 產品的峰值效率超過 96%。其中,DCM3717 的峰值效率為 96.5%,DCM3735 的峰值效率為 96.4%。?
在高功率密度方面,Tom Curatolo 指出,Vicor 全新的 48V DC - DC 轉換器模塊擁有行業領先的功率密度,高達 5kW/in3。這使得電源系統設計人員能夠為傳統的 12V 負載部署高性能的 48V 供電網絡,從而在尺寸、重量和效率方面獲得顯著優勢。如圖所示,與競品相比,Vicor 全新的 48V DC - DC 轉換器模塊的功率密度約為競品的 10 倍以上,實現了指數級的提升。
Vicor DCM新品和競品的對比,圖源:Vicor
Tom Curatolo 認為,Vicor DCM 新品在功率密度方面的卓越表現,得益于該公司在電源模塊技術方面的長期積累,涵蓋開關技術、電源拓撲、封裝技術等。這些 DCM 新品采用的 5.2mm 薄型 SM ChiP?表面貼裝封裝,具備出色的熱適應性,簡化了熱管理系統的設計。?
同時,Vicor 這些全新的 48V DC - DC 轉換器模塊同樣有助于傳統 12V 向 48V 系統的平穩過渡。它們可與 Vicor BCM? 高壓固定比率母線轉換器系列配合使用,將高壓(800V 和 400V)轉換為 48V。一旦建立起 48V 母線,Vicor DCM 產品就能高效地將 48V 轉換為穩壓的 12V。?
目前,DCM3717S60E13G5TN1(750W)和 DCM3717S60D13K0TN1(1000W)已開始供貨,DCM3735S60D13L0TN1(2000W)將于今年晚些時候上市。?
結語?
在能源效率與系統集成需求日益增長的當下,48V 電源架構憑借其突破性的性能優勢,正逐漸成為汽車、數據中心、工業自動化等領域的核心技術選擇。Vicor 全新推出的 DCM3717 和 DCM3735 DC - DC 電源模塊,不僅以行業領先的 5kW/in3 功率密度、96% 以上的效率以及靈活的 PMBus 控制能力,為 48V 供電網絡提供了高效解決方案,更通過模塊化設計實現了傳統 12V 系統的平滑升級,顯著降低了設備更新成本。隨著 48V 技術在 AI 服務器、800V 高壓平臺、儲能等場景的加速滲透,Vicor 以創新的電源轉換技術為支撐,推動各行業朝著更高效、更緊湊、更可持續的未來邁進。
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