48V时间的魔力：系统级应用中的重要性、上风与关键要素

本文援用地址：

简介

48 V电源电压用途平素且与现存基础设施兼容，因此在各式应用中推崇着关键作用。往时，配电系统严重依赖尺度12 V或24 V电平。然而，当代开拓和电子产物的功率需求束缚增多，对系统恶果和能源经济性要求也渐渐提高，因此，48 V等更高电源电压渐渐受到好奇。

数据中心汇集了超等筹备机等高算力开拓，相称需要节能处置决议。48 V电源电压在传输恶果和转化损耗之间赢得了均衡，是一种比较出色的折衷决议。提高电压不错减少配电损耗，缩小总体能耗。

48 V电源电压也成心于汽车行业，尤其是电动汽车(EV)。电动汽车的先进功能和电驱动子系统日渐增多，东谈主们也越来越需要更节能的处置决议。48 V架构改善了再生制动时间的能量回收，并更易于集成电子转向助力和高档驾驶员援救系统等大功率组件。

48 V电源电压的上风

领受48 V电源电压，不仅能擢升系统恶果，还能为联想提供更生动的选拔。以下是一些主要上风：

※   I2R损耗更低

■   配电系统中的电阻损耗（I2R损耗）会对恶果产生要紧影响。与较低电压系统比拟，功率水平一定时，48 V电源电压系统的电流更低。因此，传输进程中的I2R损耗更低，合座系统恶果更高。

※   功率密度更高

■   与较低电压系统比拟，48 V电源电压复旧使用更小的导线和元件来传输团结功率。这相称于提高了功率密度，因此不错让联想愈加紧凑，绝顶合适空间有限的应用。

※   增强电压调理才调

■   把柄界说，电压电平越高，电压调理才调越强，这关于波动明锐型应用相称关键。为了保执可靠运行，工业自动化和通讯系统常常需要褂讪且经过致密调理的电压电平。

※   联想生动性

■   48 V电源电压复旧更多联想选拔。复旧集成电压需求各不调换的宽敞子系统。电机、传感器和通讯接口齐不错在团结个系统中共存。

※   与可再生能源兼容

■   48 V电源电压与可再生能源系统（如太阳能安装）中太阳能电板板的电压输出齐全匹配。这种互操作性使得咱们不错轻率将可再生能源纳入现存电力系统。

图1 系统内的高效电压转化1

48V电源电压奉行重心

奉行进程中必须充分考量着重事项，才能充分诈欺48 V电源电压的上风。让咱们从系统级、工业和通讯应用的角度来了解这些基础常识。

高效电压转化

天然48 V越来越受接待，但并非整个开拓和组件齐能平直处理该电压电平，而是需领受高效的电压转化方法（如DC-DC转化器）来缩小电压，以温暖子系统对更低电源电压的需求。参见图1。

热照管

图2 ADI-BBU模块2和四分之一砖块参考联想

图2备用电板单位(BBU)模块中的较高电压电暖热四分之一砖块参考联想方法可能会产生较大的热量。散热器、电扇和热联想探究等热照管方法关于确保48V组件的寿命和可靠性至为关键。

安全设施

图3 轻度羼杂能源电动汽车中48V与12V之间的电气遮拦3

安全是整个电气系统的重中之重。天然48V电源电压不是绝顶高，但也必须配备饱和的安全重视设施，举例电路保护、遮拦栅和接地，以幸免与电气故障联系的风险。48V和12V系统应用就使用了遮拦栅来竣事电气遮拦，如图3所示。BBU模块Modbus®通讯方法借助ADM2561E在BBU模块与BBU架之间成就遮拦通讯。

通讯契约

图4 通达筹备名堂Open Rack V3架构4

在当代工业和通讯应用中，互操作性至关重要。奉行尺度化的通讯契约可确保在48V运行的子系统之间竣事无缝的数据交换，从而提高通盘系统的恶果。通达筹备名堂（OCP）正在引颈新的数据中心架构的执续领受。该组织为48V系统的电力整流器、BBU（电板备份单位）、荟萃、存储和工作器提供了完整的架构联想。请参见图4。

监测与按捺

为使系统永恒保执出色性能，需要执续及时监测电压电平、电流和温度。不错领受智能按捺系统来主动照管这些要素。通过无缝合作及时调理，这些系统不仅不错掂量故障，还能为重视性会诊铺平谈路，将系统恶果和可靠性擢升到更高水平。

本体应用

48V电源电压已应用到宽敞限度和时间中。下文的一些本体例子将带您见识其重要道理：

电信电源系统

图5 电信——48V配电系统5

电信荟萃是当代社会的基石，而电信荟萃的褂讪运行离不开执续可靠的电力供应。48V架构算作可靠性和恶果的基础，正渐渐崭露头角，改变电信电源系统的形态。参见图5。这些系统厚爱提供全球通讯，其电力基础设施必须要大约承受地区互异和停电恐怕。

然而，48V架构的信得过上风在于不错克服地舆按捺。在偏远的内陆地区和受灾区区，传统电力基础设施可能缺失或老化，但48V架构不会受到影响。即使环境条款较为无情，它也能可靠地提供电力，成为通讯工作的有劲保险。该架构固有的永久性确保一身无援的大家能在需要匡助时保执策划，在紧迫情况下保险关键通讯，并通过超强集中才调促进农村发展。

工业自动化中的电力驱动

在工业自动化限度，精度和恶果至关重要。48 V电源电压在这种动态环境中大放异彩，不错为电动机、传送带到机械臂等各式关键部件提供能源。该电压电平是功率密度和按捺的基础，不仅能合作系统褂讪运行，还能减少能量耗损，并进一步提高工业自动化水平。

羼杂电力系统

羼杂电力系统为难以接入传统电网的农村和无电网地区带来了新的能源使用形态。这些先进系统将可再生能源（主若是太阳能电板板）与当代储能设施无缝联接，提供可靠且可执续的能源处置决议。在本例中，48 V电源电压与太阳能输出的兼容性，关于灵验弥补太阳能电板板能量与各式应用需求之间的差距具有重要影响。

48 V电源电压与太阳能电板板产生的电压边界统长入致，有助于竣事高效的能量转化和分派。这种兼容性灭亡了高压转化的需要，而高压转化是能源耗损、恶果低下和老本增多的主要原因。48 V架构通过与太阳能输出准确匹配来尽可能提高能量网罗恶果，太阳能产生的电力不错平直投入系统，耗损很小。

此外，48 V电源电压和太阳能输出的一致性使羼杂电力系统安装具有致密的老本效益。简化的电压转化进程无需复杂且精熟的器件，安装和珍重老本更低。这种不错缩小老本的作念法，关于那些隔离电网的社区和企业来说是一次道理要紧的变革，不仅让可再生能源垂手而得，还带来了愈加经济的处置决议。

电动汽车

图6 48V轻度羼杂能源电动汽车6

48V联想在电动汽车中的应用（如图6所示）是一个战术性才调，带来了诸多益处。这种电压范式关于改善全车子系统的电源分派相称重要。除了在电源分派中的作用外，48 V架构还提供一系列新功能，举例再生制动，即在制动进程中回收能量。此外还复旧集成有助于提高乘客舒限度的援救系统，包括高档HVAC（供暖、透风和空调）系统和先进多媒体开拓。48 V架构使得这种全面的电动汽车联想成为可能，不仅擢升了能源经济性，何况通过优化功率使用、资源照管和车内便利设施，改善了合座驾驶体验。

天然48 V电源电压不错为系统级应用带来不少上风，但咱们也必须正视这种系统可能存在的一些裂缝。

需要探究的裂缝：

组件兼容性和可用性

切换到48 V电源电压需要仔细评估现存系统组件，进而某些组件可能需要更换或调理。然而，一个潜在问题是，能兼容指定额定电压的组件未几。这可能导致采购价钱高涨，系统得手整合的时刻也可能延后。因此，制定正确的战术策画和采购决议很重要。参见图7。

联想复杂度

48 V电源电压相同会导致在一个时期内增多联想复杂度。奉行阶段常常需要严慎处理复杂的联想问题，举例准确的电压调理、完善的热照管策略和寂静的安全尺度。复杂性提高可能会蔓延开发周期，并增多对具体时间妙技的需求。因此，企业需要组建一支教会丰富、才调出众的联想团队，以便高效派遣这些复杂的挑战。

电压联系风险更高

天然48 V并不是绝顶高，但也仍然可能带来安全问题，尤其是在莫得充分奉行基本安全重视设施的情况下。电压电平升高可能会擢升触电风险和其他危急，因此必须采选严格的安全重视设施。

转化损耗增多

当需要转化电压以便为需要较低电压电平的组件（如传感器或低功耗开拓）供电时，独特的转化才调可能会导致提高系统中的能量耗损。这会对消48 V电源电压的一些能效擢升上风。

传统系统领受有限

关于针对较低电压电平的传统系统，切换到48 V电源电压需要进行仔细评估。后续的调理责任可能会靠近一些遏止，使其既不切本体，又老本过高。纠正现存基础设施以得手复旧48 V尺度可能是一项复杂且耗时的任务，需要进行要紧调理和战术策画，以确保兼容性和出色性能。

尺寸和空间按捺

天然48 V开拓的电活水平较低，可复旧更高的功率密度，但可能不合适对尺寸和空间有严格要求的应用。独特的绝缘和安全重视设施要求可能导致组件尺寸加大。参见图8。

电磁滋扰(EMI)增多

电压电平升高会增多电磁滋扰(EMI)，进而还会导致严重问题。电磁滋扰会让精密组件和复杂通讯荟萃无法牢固运行。因此，有必要独特领受屏蔽时间和高尺度滤波时间，以灵验对消和消弱EMI的负面影响，确保关键系统执续可靠运行。

可膨大性挑战

天然48 V关于很多应用来说齐是合理的选拔，但某些情况可能会有更优选。某些应用，绝顶是功率水平更高的应用，可能需要使用其他电压联想来温暖特定需求。

老本探究

领受48 V电源电压需要仔细探究前期老本，包括更换组件、合作系统开发以及奉行关键安全设施等的老本。这些运转用度可能会对通盘名堂预算产生显赫影响，具体影响取决于本体应用和所处的行业。面对这些潜在的用度，贤慧地分派资源关于能否得手整合和竣事告成至关重要。

论断

48 V电源电压不再是小众选拔，何况一经成为了系统级、工业和通讯应用的关键构成部分，不错温暖东谈主们日益增长的节能处置决议需求，并兼具恶果更高、功率密度更高和联想生动性更大等上风然而，48 V应用的告成离不开高效的电源转化、严格的热照管、寂静的安全重视设施、尺度化的通讯契约以及复杂的监测和按捺系统。跟着时间环境的演变，48 V电源电压仍是多个限度的关键改换推上路分，未来将络续提供高效可靠的能源。

图7 电解液干涸形成电解电容器电容缩小7图8 电容器输出侧电路安装着重事项8

此外，在系统级应用中，48 V电源电压能带来显赫上风，值得联想东谈主员或应用工程师深远盘问。然而，咱们也必须全面衡量，充分意志到这种选拔可能带来的潜在缺陷。针对特定应用，为了贤慧地使用该电压电平，应笼统探究组件兼容性、联想复杂度、安全重视设施、能量转化损耗和联系老本。

参考贵寓

1 Brad Xiao和Nazzareno “Reno” Rossetti，“处理48 V至12 V降压”，《Power Electronics Tips》（电源教导），2021年2月。

2 Christian Cruz、Gary Sapia和Marvin Neil Cabueñas，“竣事不终止能源的智能备用电板第一部分：电气和机械联想”，《模拟对话》，第57卷第4期，2023年12月。

3 Anant Kamath，“简化HEV 48 V系统的遮拦CAN电源接口”，《Electronic Design》（电子联想），2019年4月。

4 Glenn Charest、Steve Mills和Loren Vorreiter，“Open Rack V3基本圭表”，通达筹备名堂，2022年9月。

5 “电信系统电源”，ADI公司，2002年7月。

6 “48 V降压转化器助力MHEV温暖燃料排放尺度”，ADI公司，2020年3月。

7 “它关于数据中心而言是否必不行少？需要48 V电源的原因以及联系电源联想挑战”，Panasonic Industry，2021年8月。

作家简介

Christian Cruz是ADI菲律宾公司的应用开发工程师。他领有菲律宾马尼拉东方大学的电子工程学士学位。他在模拟和数字联想、固件联想和电力电子限度领有卓绝12年的工程教会，包括电源照管IC开发以及AC-DC和DC-DC电源转化。他于2020年加入ADI公司，当今厚爱复旧基于云的筹备和系统通讯应用的电源照管需求。

　　声明：新浪网独家稿件，未经授权退却转载。 -->