“浅谈48V电‘网’用半导体与标准12V电‘网’并联”

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在经历了几年前的首次尝试之后，对提高汽车上电池电压水平的需求强势归来。4 2 V电力系统是2 0世纪9 0年代后期欧洲某些汽车制造商提出的电源标准，旨在实现功能更强大的电动配件和更轻便的汽车线束。当时，电动机仅用于实现液压功能，例如动力转向、空调压缩机、油泵等，实现了更紧凑的安装，消除了传动带或大号电线，让这些装置能够安装在比较方便的地方，而非拥挤不堪且温度过高的发动机舱内。提出的新标准的电压是现有1 2 V系统的3倍多；根据触电危险指南的要求，电压仍低于6 0 V限值。

启停和微H E V与微i H E V时代

近十年来不断飙升的燃油成本和降低汽车尾气排放量的环保要求推动了启停系统在所有新车中的应用以及市面上首个油电混合动力汽车系列的推出。所有这些解决方案都强化了对更高电压的需求，这样才能够降低线号和功耗，进而提高任何板载电机或转换器的总系统效率。

集成式启动器/发电机的面市还提高了利用单一实体实现这两种功能的灵活性。然而，内燃机的动力越来越高，每天都需要多个启/停周期（从每天几个事件到每天1 0？3 0个事件），从而要求为当今和未来汽车内所有大功率电气设备提高电池电压。

启停功能之后的下一个领域是油电混合动力汽车，如今有多个HE V种类及其充当E V的等级。

首先引入了“微油电混合动力汽车（微HE V）”这个概念，于是4 8 V电网理念随之而来。

微HE V的理念就是利用4 8 V锂离子电池储存再生制动产生的能量，后者将汽车的动能转变成电能来为电池充电，然后用它为同一条4 8 V线路上的所有设备供电或者向下变换为1 2 V线路，最终提高了汽车效率和燃油续航力。

μHE V的上一个智能版本最近被称为μ- i HE V，区别在于I CE（内燃机）关闭时利用4 8 V电动机实现汽车的短程运动或维持巡航速度。当汽车行驶在拥挤的城市街道或者平坦的机动车道（这是电动机最常见的使用环境）上时，这极大地降低了油耗。

芯片需求

这最终向所有OEM制造商提出了新挑战-为他们的用户，即汽车制造商，提供一套由4 8 V供电的全新设备。它的直接后果就是需要工作电压至少为7 5？1 5 0 V（具体取决于应用）的电子元件和电源芯片。首先被移至该电压水平的可能设备如图1所示。

跟2 0世纪9 0年代后期一样，为了安全起见，选择的新电池电压（4 8 V）也低于6 0 V限值。该电压水平连接了已主导芯片市场发展多年的低压（1 2 V及以下）市场和高压（2 0 0 V及以上）市场。

汽车产品组合

最常见的拓扑是半桥或双通道高/低端拓扑，唯一的区别在于是为低端和高端各提供1个独立输入，还是提供单个具有内部死区时间保护的输入（见图4）。

将这些构建模块与市面上最好的功率MOS FET和控制器（数字或模拟）配对就可以实现任何适于新型4 8 V电网的电机驱动器或DC / DC转换器。公司为该应用推出了一系列采用不同封装的F E T，包括具有业内领先热和电性能的D i r e c t F E T 2 （见图5 ）。

全新汽车用4 8 V器件

通过在单个紧凑封装内整合驱动器和功率MOS F E T，可以实现小型电源模块，成为电机驱动器或DC / DC拓扑的基础构建模块，唯一的区别在于根据目标应用而嵌入到各个器件内的特性和保护功能。这些器件的理念如图6所示。

最后，图7介绍了如何将这些电源模块有效地应用到面向微HE V和微i HE V的4 8？1 2 V D C / D C能量转换器之中。这些转换器的功率预计将在1？ 4 k W范围内，这就意味着提议的解决方案无法轻易实现，因为单相转换器有可能必须采用双向、多相降压和升压拓扑。这样的解决方案多年以前即已应用到计算市场（因为具有类似的输出电流水平：1 0 0？2 0 0 A），而现在将被汽车世界所采纳。