48V电压系统，引领多领域电源变革潮流

1950年，汽车中大排量发动机的广泛应用，原有的6V电压系统架构难以满足日益增长的用电需求，汽车企业采用串联两个6V电池的方式，构建12V低压系统架构。到20世纪60年代末，几乎所有的汽车都采用了12V电压系统，车内照明、电动车窗、点烟器、电池等电气系统和组件，均围绕12V通用电压标准进行设计。此后，12V电压系统在汽车领域持续应用长达60年之久。

2011年，随着汽车中负载要求进一步增加，排放法规愈发严格。在这一背景下，奥迪、宝马、戴勒姆、保时捷和大众联合推出了48V系统，通过DC/DC转换器，将48V系统集成在原来的12V系统上。2023年11月，特斯拉Cybertruck更是将低压电池电压正式提升至48V。当下，随着汽车电气化的迅猛发展，在汽车中广泛采用48V电压系统已成为必然趋势。

Vicor工业应用工程团队总监Tom Curatolo则表示：“汽车领域其实是48V电压系统的新兴应用领域，电信行业才是最早采用48V电压系统的。目前，高性能计算和工业等其他行业也正朝着这一方向发展。”

那么，为何这么多行业纷纷转向48V电压系统呢？Tom Curatolo表示：“这是因为它具备诸多优势。”

首先，48V电压系统能够减少电源损失，提升效率。在相同功率条件下，其电流更低，较低的电流意味着产生的热量更少。同时，布线时可以采用更细、更轻的导线，既节省成本，又减轻了器件重量。Tom Curatolo特别强调：“还有I²R损耗，这一点也很重要。因为在较高的电压下，当电流通过电线或PCB线路时，热损耗会降低，从而大幅提高效率。”

其次，48V电压系统拥有更强的功率传输能力，能够在更小体积内提供更大的功率。目前，许多系统都需要升级功能，对功率的要求更高，相较于12V等低电压系统，48V电压系统能更轻松地实现系统升级。

还有，48V电压系统还能提升系统性能。通过高效的电源系统，降低热量产生，减少对复杂冷却系统的要求，进而提高系统的整体效率和可靠性。

尽管向48V电压系统转换优势显著，但也给电源系统设计带来诸多挑战。作为48V模块化电源产品的领导者，Vicor一直致力于通过其48V电源模块简化电源系统设计，帮助用户实现48V-12V之间的转换。

近期，Vicor发布了全新的稳压48V-12V DCM™ DC/DC转换器系列产品，旨在帮助上述行业顺利、便捷地向48V电压系统转换。该系列主要包含DCM3717和DCM3735两款产品。据Tom Curatolo介绍，这两款稳压DC/DC转换器的工作输入电压范围为40V-60V，能产生10V-12.5V的可调稳压输出。DCM3717系列提供750W和1kW两种功率选项，DCM3735则为2kW设备。

Tom Curatolo表示：“这几款DCM产品具有突出的竞争优势，它们的效率均超过96%，功率密度高达5kW/in³，更高的效率意味着散热难度更低。而且产品封装尺寸小、重量轻，可将整个电源设计的尺寸缩至最小，十分适合对器件尺寸和重量要求苛刻的应用场景。此外，这几款产品还具有易于使用，降低设计复杂度的特点。”

由于具备上述这些优势，这几款产品非常适用于无人机、自动测试设备（ATE）领域、汽车、数据中心、边缘计算，以及5G有线/无线网络基础设施等领域。

Tom Curatolo也将这一系列的产品和竞品进行了比较，如下图所示，Vicor的这一产品系列在多个关键参数方面，尤其是功率密度上，具有绝对领先优势。

对于能实现如此高的功率密度，Tom Curatolo解释道：“因为Vicor的CEO是技术出身，十分注重技术的创新和自主研发。在这一系列产品中，Vicor使用了零电压开关技术（ZVS），对开关时间进行精确控制，使其仅在电压为零时进行切换，这样就不会出现电流和电压突变，从而消除了损耗。”

另外，封装技术也是Vicor的一大技术优势。该系列产品采用薄型SM ChiP表面贴装技术，具备出色的热适应性，同时也简化了热管理系统的设计。

未来，工业领域将成为48V电压系统的重要应用领域，包括电池化成和测试、测试与测量、无人机/遥控车、轻型电动车及移动出行、能源和可再生能源，以及机器人等。

特别是电池化成与测试和ATE领域，转换至48V电压系统可以获得竞争优势，然而现有的12V电源转换投资为此设立了障碍。Tom Curatolo表示：“Vicor拥有完善的48V电源模块生态系统，产品具有高效率、小尺寸以及轻重量等特点，能够帮助上述领域便捷地从12V转换至48V电压系统。”

汽车、高性能计算以及工业等领域向48V电压系统转换已是大势所趋。48V系统能为它们提供众多竞争优势，但从12V转换至48V仍需克服一些设计和成本等方面的挑战。Vicor专注于48V电源架构的研发和创新，相信能为这些领域从12V转换48V电源架构提供助力，消除他们的后顾之忧。