1950年，汽車中大排量發動機的廣泛應用，原有的6V電壓系統架構難以滿足日益增長的用電需求，汽車企業采用串聯兩個6V電池的方式，構建12V低壓系統架構。到20世紀60年代末，幾乎所有的汽車都采用了12V電壓系統，車內照明、電動車窗、點煙器、電池等電氣系統和組件，均圍繞12V通用電壓標準進行設計。此后，12V電壓系統在汽車領域持續應用長達60年之久。

2011年，隨著汽車中負載要求進一步增加，排放法規愈發嚴格。在這一背景下，奧迪、寶馬、戴勒姆、保時捷和大眾聯合推出了48V系統，通過DC/DC轉換器，將48V系統集成在原來的12V系統上。2023年11月，特斯拉Cybertruck更是將低壓電池電壓正式提升至48V。當下，隨著汽車電氣化的迅猛發展，在汽車中廣泛采用48V電壓系統已成為必然趨勢。

Vicor工業應用工程團隊總監Tom Curatolo則表示：“汽車領域其實是48V電壓系統的新興應用領域，電信行業才是最早采用48V電壓系統的。目前，高性能計算和工業等其他行業也正朝著這一方向發展。”

48V電壓系統優勢

那么，為何這么多行業紛紛轉向48V電壓系統呢？Tom Curatolo表示：“這是因為它具備諸多優勢。”

首先，48V電壓系統能夠減少電源損失，提升效率。在相同功率條件下，其電流更低，較低的電流意味著產生的熱量更少。同時，布線時可以采用更細、更輕的導線，既節省成本，又減輕了器件重量。Tom Curatolo特別強調：“還有I2R損耗，這一點也很重要。因為在較高的電壓下，當電流通過電線或PCB線路時，熱損耗會降低，從而大幅提高效率。”

其次，48V電壓系統擁有更強的功率傳輸能力，能夠在更小體積內提供更大的功率。目前，許多系統都需要升級功能，對功率的要求更高，相較于12V等低電壓系統，48V電壓系統能更輕松地實現系統升級。

還有，48V電壓系統還能提升系統性能。通過高效的電源系統，降低熱量產生，減少對復雜冷卻系統的要求，進而提高系統的整體效率和可靠性。

全新DC/DC轉換器模塊，簡化48V至12V轉換

盡管向48V電壓系統轉換優勢顯著，但也給電源系統設計帶來諸多挑戰。作為48V模塊化電源產品的領導者，Vicor一直致力于通過其48V電源模塊簡化電源系統設計，幫助用戶實現48V-12V之間的轉換。

近期，Vicor發布了全新的穩壓48V-12V DCM? DC/DC轉換器系列產品，旨在幫助上述行業順利、便捷地向48V電壓系統轉換。該系列主要包含DCM3717和DCM3735兩款產品。據Tom Curatolo介紹，這兩款穩壓DC/DC轉換器的工作輸入電壓范圍為40V-60V，能產生10V-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。

Tom Curatolo表示：“這幾款DCM產品具有突出的競爭優勢，它們的效率均超過96%，功率密度高達5kW/in3，更高的效率意味著散熱難度更低。而且產品封裝尺寸小、重量輕，可將整個電源設計的尺寸縮至最小，十分適合對器件尺寸和重量要求苛刻的應用場景。此外，這幾款產品還具有易于使用，降低設計復雜度的特點。”

由于具備上述這些優勢，這幾款產品非常適用于無人機、自動測試設備（ATE）領域、汽車、數據中心、邊緣計算，以及5G有線/無線網絡基礎設施等領域。

Tom Curatolo也將這一系列的產品和競品進行了比較，如下圖所示，Vicor的這一產品系列在多個關鍵參數方面，尤其是功率密度上，具有絕對領先優勢。

對于能實現如此高的功率密度，Tom Curatolo解釋道：“因為Vicor的CEO是技術出身，十分注重技術的創新和自主研發。在這一系列產品中，Vicor使用了零電壓開關技術（ZVS），對開關時間進行精確控制，使其僅在電壓為零時進行切換，這樣就不會出現電流和電壓突變，從而消除了損耗。”

另外，封裝技術也是Vicor的一大技術優勢。該系列產品采用薄型SM ChiP表面貼裝技術，具備出色的熱適應性，同時也簡化了熱管理系統的設計。

48V電壓系統在工業領域應用

未來，工業領域將成為48V電壓系統的重要應用領域，包括電池化成和測試、測試與測量、無人機/遙控車、輕型電動車及移動出行、能源和可再生能源，以及機器人等。

特別是電池化成與測試和ATE領域，轉換至48V電壓系統可以獲得競爭優勢，然而現有的12V電源轉換投資為此設立了障礙。Tom Curatolo表示：“Vicor擁有完善的48V電源模塊生態系統，產品具有高效率、小尺寸以及輕重量等特點，能夠幫助上述領域便捷地從12V轉換至48V電壓系統。”

汽車、高性能計算以及工業等領域向48V電壓系統轉換已是大勢所趨。48V系統能為它們提供眾多競爭優勢，但從12V轉換至48V仍需克服一些設計和成本等方面的挑戰。Vicor專注于48V電源架構的研發和創新，相信能為這些領域從12V轉換48V電源架構提供助力，消除他們的后顧之憂。