48V 架構(gòu)

在為 48V 架構(gòu)優(yōu)化線束時(shí)，OEM 需要評(píng)估不同的架構(gòu)。圖 4 至 圖 6 展示了實(shí)現(xiàn) 48V 低壓軌時(shí)的三種選項(xiàng)：48V 主配電和 12V 本地配電、48V 配電和 12V 配電，或僅 12V 配電和 48V 高電流負(fù)載。

圖 4 48V 架構(gòu)（48V 主配電，12V 本地配電）。

圖 5 48V 和 12V 配電 — ZCM 48V 和 12V。

圖 6 12V 主配電，48V 高電流負(fù)載。

對(duì)于 48V 設(shè)計(jì)，破壞性最小的方法是使用 48V 電壓軌為高電流負(fù)載供電，并將其他所有負(fù)載維持在 12V。48V 和 12V 可分配給區(qū)域控制模塊或其他 ECU，但這種方法會(huì)帶來一些挑戰(zhàn)。兩種不同電壓的分配使線束布線成為一個(gè)關(guān)鍵因素，因?yàn)樵谕痪€束中布設(shè) 12V 和 48V 可能導(dǎo)致從 12V 到 48V 系統(tǒng)之間出現(xiàn)短路。對(duì)功能安全的考量也會(huì)增加成本，因?yàn)榭赡苄枰哂嗟?12V 和 48V 電源。

更激進(jìn)的設(shè)計(jì)變更是直接采用 48V 配電架構(gòu)，并根據(jù)需要在本地生成 12V 軌。帶有本地 12V 電壓的 48V 配電是一種最佳架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)換至 48V 的全部?jī)?yōu)勢(shì)，因?yàn)樗畲笙薅鹊販p少了線束尺寸和成本。

在帶有本地 12V 電壓的 48V 配電中，有許多不同的選項(xiàng)，可用于在 ECU 上形成本地 12V 電壓軌，或用于選擇完全不同的電壓（25V、16V、5V、3.3V）。圖 7 為 48V 系統(tǒng)提供了兩種可能的電源架構(gòu)：分布式 12V 和集中式 12V。

圖 7 在 ECU 處進(jìn)行的從 48V 向其他電壓的轉(zhuǎn)換。

在分布式架構(gòu)中，多個(gè)功率要求較低的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可為不同的負(fù)載組生成 12V 電壓軌。這種方法可以使用集成了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，還可以自由選擇電壓（如 48V 至 3.3V），并改善 PCB 上的熱分布。如果 OEM 希望重復(fù)使用現(xiàn)有的 12V 設(shè)計(jì)，集中式 12V 電壓軌是更容易實(shí)現(xiàn)的方案。在此架構(gòu)中，一個(gè)始終開啟的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器為功能安全關(guān)鍵負(fù)載供電，而另一個(gè)對(duì)功率要求較高的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器則為 12V 系統(tǒng)的其余部分供電。另一種選項(xiàng)是使用雙向 48V 至 12V DC/DC 轉(zhuǎn)換器，讓電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)或 12V 電壓軌的正瞬變電壓能量流回 48V 電源軌。