圖說: 透過 48V 集線器實現從高壓到 12V 的輕鬆轉換
在工業、汽車、通信等傳統行業領域,以往12V/24V系統佔據著主導地位。但隨著設備功率需求的不斷攀升,如電動車輔助系統功率從 1kW提升至10kW以上,12V系統存在導線過粗、能量損耗過高的局限性問題逐漸暴露出來,這促使產業逐步向48V架構轉型。隨著系統功率級不斷提高,資料中心、汽車和工業市場紛紛部署48V 供電網路 (Power delivery networks; PDN)。供電網路正在經歷從 12V向 48V 架構的重大轉變,但對於圍繞在 12V 架構的傳統系統而言,向48V架構的轉變帶來了許多電源系統設計挑戰。
Vicor工業事業部應用工程總監Tom Curatolo說明48V電源架構優勢:
1.減少功率損失,提升效率在相同功率下。48V系統所需的電流僅為12V系統的四分之一,這意味著傳輸損耗(I²R損耗)顯著減少,僅為12V系統的1/16。例如,傳輸12kW功率時,12V系統需要1000A電流,而48V系統僅需250A,整體效率可提升10%-15%。較低的電流還意味著更少的熱量產生,從而減少了散熱需求,提高了系統的整體效率。
2.更強的功率傳輸。48V架構能夠在更小的體積和更輕的重量下提供更大的功率,為要求苛刻的設備和功能提升更大功率。這對於如高性能計算、電動汽車和無人機等需要高功率支援的應用尤為重要。
3.提升系統性能。通過高效的電源轉換和較低的發熱量,48V系統減少了對複雜冷卻系統的要求,提高了系統的整體效率和可靠性。
為順應以48V為中心的供電網路發展趨勢,Vicor推出的DCM3717 和 DCM3735 DC-DC電源模組。這些DCM產品是非隔離穩壓DC-DC轉換器,工作輸入電壓範圍為 40-60V,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,DCM3735功率則是2kW。兩款產品可以進行並聯,快速擴充系統的功率水準。
圖: Vicor推出的DCM3717 和 DCM3735 DC-DC電源模組
全新DCM 產品提供高達 5kW/in³功率密度,支援電源系統設計人員能夠為傳統的12V負載部署高效能的48V供電網路,從而獲得顯著的尺寸、重量和效率優勢。5.2mm 的薄型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。新的非隔離DCM產品系列可與 Vicor BCM高壓固定比率母線轉換器系列結合使用,將800V和400V高壓轉換為 48V。建立了48V母線後,Vicor DCM產品就能夠高效地將48V轉換為穩壓的12V。
將電池化成與測試(BFT)和半導體自動化測試裝置(ATE)等成長型應用程式迅速過渡到 48V PDN 以獲得競爭優勢,現在可以實現了。DCM3717/3735 產品使 BFT 系統工程師能夠透過橋接 48V 和 12V 來創建高效能 48V PDN,從而保留現有投資的價值,OEM 廠商降低“測試成本”將不再是難事。
Tom Curatolo表示, Vicor 正借助 48V 電源模組簡化電源系統設計,實現從 12V 系統升級到 48V 系統。Vicor完善的48V電源模組生態系統,在將高壓轉換到負載點電壓時,可以為各種應用提供極高的可擴充性和前所未有的靈活性。