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简介

48 V电源电压用途日常且与现存基础设施兼容，因此在各式应用中弘扬着要道作用。往时，配电系统严重依赖模范12 V或24 V电平。但是，当代开导和电子居品的功率需求约束增多，对系统成果和能源经济性要求也逐渐提高，因此，48 V等更高电源电压逐渐受到宠爱。

数据中心汇集了超等诡计机等高算力开导，相称需要节能搞定有计议。48 V电源电压在传输成果和转念损耗之间获取了均衡，是一种比较出色的折衷有计议。提高电压不错减少配电损耗，裁减总体能耗。

48 V电源电压也有意于汽车行业，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搞定有计议。48 V架构改善了再生制动时期的能量回收，并更易于集成电子转向助力和高档驾驶员援手系统等大功率组件。

48 V电源电压的上风

继承48 V电源电压，不仅能栽植系统成果，还能为联想提供更活泼的遴荐。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）会对成果产生紧要影响。与较低电压系统比较，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，举座系统成果更高。

※   功率密度更高

■   与较低电压系统比较，48 V电源电压相沿使用更小的导线和元件来传输归拢功率。这很是于提高了功率密度，因此不错让联想愈加紧凑，卓绝相宜空间有限的应用。

※   增强电压转念能力

■   凭证界说，电压电平越高，电压转念能力越强，这关于波动明锐型应用相称要道。为了保捏可靠运行，工业自动化和通讯系统频繁需要厚实且经过细致转念的电压电平。

※   联想活泼性

■   48 V电源电压相沿更多联想遴荐。相沿集成电压需求各不沟通的无边子系统。电机、传感器和通讯接口齐不错在归拢个系统中共存。

※   与可再生能源兼容

■   48 V电源电压与可再生能源系统（如太阳能装配）中太阳能电板板的电压输出无缺匹配。这种互操作性使得咱们不错平缓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念1

48V电源电压执行重心

执行进程中必须充分考量看处事项，才能充分哄骗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。

高效电压转念

固然48 V越来越受迎接，但并非悉数开导和组件齐能平直处理该电压电平，而是需继承高效的电压转念方法（如DC-DC转念器）来裁减电压，以兴隆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谦让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、电扇和热联想计议等热照管方法关于确保48V组件的寿命和可靠性至为要道。

安全法式

图3 轻度羼杂能源电动汽车中48V与12V之间的电气隔断3

安全是悉数电气系统的重中之重。固然48V电源电压不是卓绝高，但也必须配备饱和的安全珍视法式，举例电路保护、隔断栅和接地，以幸免与电气故障关联的风险。48V和12V系统应用就使用了隔断栅来竣事电气隔断，如图3所示。BBU模块Modbus®通讯方法借助ADM2561E在BBU模块与BBU架之间成就隔断通讯。

通讯合同

图4 绽开诡计名目Open Rack V3架构4

在当代工业和通讯应用中，互操作性至关关键。执行模范化的通讯合同可确保在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成果。绽开诡计名目（OCP）正在引颈新的数据中心架构的捏续继承。该组织为48V系统的电力整流器、BBU（电板备份单位）、相聚、存储和处事器提供了完整的架构联想。请参见图4。

监测与足下

为使系统恒久保捏出色性能，需要捏续及时监测电压电平、电流和温度。不错继承智能足下系统来主动照管这些要素。通过无缝互助及时协调，这些系统不仅不错揣测故障，还能为珍视性会诊铺平谈路，将系统成果和可靠性栽植到更高水平。

本色应用

48V电源电压已应用到无边限制和本事中。下文的一些本色例子将带您清爽其关键意旨：

电信电源系统

图5 电信——48V配电系统5

电信相聚是当代社会的基石，而电信相聚的厚实运行离不开捏续可靠的电力供应。48V架构当作可靠性和成果的基础，正逐渐崭露头角，改变电信电源系统的阵势。参见图5。这些系统雅致提供全球通讯，其电力基础设施必须要梗概承受地区各别和停电未必。

但是，48V架构的信得过上风在于不错克服地舆摒弃。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。即使环境条目较为尖酸，它也能可靠地提供电力，成为通讯处事的有劲保险。该架构固有的经久性确保孑然无援的专家能在需要匡助时保捏关系，在迫切情况下保险要道通讯，并通过超强相连能力促进农村发展。

工业自动化中的电力驱动

在工业自动化限制，精度和成果至关关键。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要道部件提供能源。该电压电平是功率密度和足下的基础，不仅能互助系统厚实运行，还能减少能量亏空，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面目。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积累，提供可靠且可捏续的能源搞定有计议。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关键影响。

48 V电源电压与太阳能电板板产生的电压领域实足一致，有助于竣事高效的能量转念和分派。这种兼容性放置了高压转念的需要，而高压转念是能源亏空、成果低下和资本增多的主要原因。48 V架构通过与太阳能输出准确匹配来尽可能提高能量相聚成果，太阳能产生的电力不错平直参预系统，亏空很小。

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细致的资本效益。简化的电压转念进程无需复杂且隐讳的器件，安装和珍爱资本更低。这种不错裁减资本的作念法，关于那些隔离电网的社区和企业来说是一次意旨紧要的变革，不仅让可再生能源垂手而得，还带来了愈加经济的搞定有计议。

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）是一个计谋性智力，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关键。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。此外还相沿集成有助于提高乘客舒纪律的援手系统，包括高档HVAC（供暖、透风和空调）系统和先进多媒体开导。48 V架构使得这种全面的电动汽车联想成为可能，不仅栽植了能源经济性，况且通过优化功率使用、资源照管和车内便利设施，改善了举座驾驶体验。

固然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。

需要计议的裂缝：

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协调。但是，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上升，系统奏凯整合的时分也可能延后。因此，制定正确的计谋筹商和采购有计议很关键。参见图7。

联想复杂度

48 V电源电压往往会导致在一个时期内增多联想复杂度。执行阶段频繁需要严慎处理复杂的联想问题，举例准确的电压转念、完善的热照管策略和庄重的安全模范。复杂性提高可能会延迟开发周期，并增多对具体本事技巧的需求。因此，企业需要组建一支教导丰富、能力出众的联想团队，以便高效支吾这些复杂的挑战。

电压关联风险更高

固然48 V并不是卓绝高，但也仍然可能带来安全问题，尤其是在莫得充分执行基本安全珍视法式的情况下。电压电平升高可能会栽植触电风险和其他危急，因此必须采纳严格的安全珍视法式。

转念损耗增多

当需要转念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导）供电时，格外的转念智力可能会导致提高系统中的能量亏空。这会对消48 V电源电压的一些能效栽植上风。

传统系统继承有限

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。后续的协调责任可能会靠近一些阻遏，使其既不切本色，又资本过高。改动现存基础设施以奏凯相沿48 V模范可能是一项复杂且耗时的任务，需要进行紧要协调解计谋筹商，以确保兼容性和出色性能。

尺寸和空间摒弃

固然48 V开导的电活水平较低，可相沿更高的功率密度，但可能不相宜对尺寸和空间有严格要求的应用。格外的绝缘和安全珍视法式要求可能导致组件尺寸加大。参见图8。

电磁侵扰(EMI)增多

电压电平升高会增多电磁侵扰(EMI)，进而还会导致严重问题。电磁侵扰会让精密组件和复杂通讯相聚无法沉稳运行。因此，有必要格外继承屏蔽本事和高模范滤波本事，以灵验对消和放松EMI的负面影响，确保要道系统捏续可靠运行。

可膨胀性挑战

固然48 V关于好多应用来说齐是合理的遴荐，但某些情况可能会有更优选。某些应用，卓绝是功率水平更高的应用，可能需要使用其他电压联想来兴隆特定需求。

资本计议

继承48 V电源电压需要仔细计议前期资本，包括更换组件、互助系统开发以及执行要道安全法式等的资本。这些运转用度可能会对通盘名目预算产生显耀影响，具体影响取决于本色应用和所处的行业。面对这些潜在的用度，聪慧地分派资源关于能否奏凯整合和竣事奏凯至关关键。

论断

48 V电源电压不再是小众遴荐，况且照旧成为了系统级、工业和通讯应用的要道构成部分，不错兴隆东谈主们日益增长的节能搞定有计议需求，并兼具成果更高、功率密度更高和联想活泼性更大等上风但是，48 V应用的奏凯离不开高效的电源转念、严格的热照管、庄重的安全珍视法式、模范化的通讯合同以及复杂的监测和足下系统。跟着本事环境的演变，48 V电源电压仍是多个限制的要道革新激动成分，未来将不时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裁减7图8 电容器输出侧电路安装看处事项8

此外，在系统级应用中，48 V电源电压能带来显耀上风，值得联想东谈主员或应用工程师深化盘问。但是，咱们也必须全面量度，充分意志到这种遴荐可能带来的潜在缺欠。针对特定应用，为了聪慧地使用该电压电平，应综认为议组件兼容性、联想复杂度、安全珍视法式、能量转念损耗和关联资本。

参考府上

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

2 Christian Cruz、Gary Sapia和Marvin Neil Cabueñas，“竣事不时交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系统的隔断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基本范例”，绽开诡计名目，2022年9月。

5 “电信系统电源”，ADI公司，2002年7月。

6 “48 V降压转念器助力MHEV兴隆燃料排放模范”，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电源的原因以及关联电源联想挑战”，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制领有跨越12年的工程教导，包括电源照管IC开发以及AC-DC和DC-DC电源转念。他于2020年加入ADI公司，当今雅致相沿基于云的诡计和系统通讯应用的电源照管需求。

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