48V 아키텍처

48V 아키텍처를 위한 배선 하니스를 최적화할 때 OEM은 여러 아키텍처를 평가해야 합니다. 그림 4~그림 6는 48V 저전압 레일을 구현할 때의 세 가지 옵션을 보여줍니다. 48V 1차 분배 및 12V 로컬, 48V 분배 및 12V 분배, 또는 12V 분배 및 48V 고전류 부하만 해당됩니다.

그림 4 48V 아키텍처(48V 1차 분배, 12V 로컬).

그림 5 48V 및 12V 분배 – ZCM 48V 및 12V.

그림 6 12V 1차 분배, 48V 고전류 부하.

48V 설계에 대한 가장 혁신적인 접근 방식은 48V 레일을 사용하여 고전류 부하에 전원을 공급하고 다른 모든 것은 12V로 유지하는 것입니다. 48V와 12V를 영역 제어 모듈 또는 기타 ECU에 분산할 수 있지만, 이 접근 방식은 몇 가지 문제를 일으킵니다. 서로 다른 두 전압의 분배로 인해 와이어 하네스의 라우팅이 중요한 요소로 작용합니다. 동일한 와이어 하네스에서 12V와 48V를 모두 라우팅하면 12V~48V의 잠재적 단락이 발생할 수 있기 때문입니다. 예비 12V 및 48V 공급전원이 필요할 수 있기 때문에 기능 안전을 고려하면 비용도 추가될 것입니다.

더 극적인 설계 변경은 48V 전력 분배 아키텍처로 직접 이동하고 필요에 따라 로컬에서 12V 레일을 만드는 것입니다. 로컬 12V와 48V 분배는 와이어 하네스 크기와 비용을 가장 크게 절감할 수 있기 때문에 48V로 전환할 때 가장 큰 이점을 얻을 수 있는 최고의 아키텍처입니다.

12V 로컬과 48V 분배에서는 ECU에서 로컬 12V 레일을 생성하거나 완전히 다른 전압(25V, 16V, 5V, 3.3V)을 선택하는 다양한 옵션이 있습니다. 그림 7은(는) 48V 시스템에 대해 분산 및 중앙 12V의 두 가지 가능한 전원 아키텍처를 제공합니다.

그림 7 ECU에서 48V의 전압 변환.

분산 아키텍처에서 전력 요구 사항이 낮은 여러 DC/DC 컨버터는 다양한 부하 그룹화를 위한 12V 레일을 생성할 수 있습니다. 이 접근 방식을 통해 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터가 통합된 DC/DC 컨버터를 사용할 수 있으며 전압(예: 48V~3.3V)을 자유롭게 선택하고 PCB 전체에서 더 나은 열 확산을 수행할 수 있습니다. OEM이 기존 12V 설계를 재사용하려는 경우 중앙 12V 레일이 더 쉬운 접근 방식입니다. 이 아키텍처에서 상시 가동 DC/DC 컨버터는 기능 안전이 중요한 부하에 전원을 공급하고, 전원 요구 사항이 높은 DC/DC 컨버터는 12V 시스템의 나머지 부분에 전원을 공급합니다. 또 다른 옵션은 양방향 48V-to-12V DC/DC 컨버터를 사용하여 모터의 역기전력을 허용하거나 12V 레일의 양극 과도 전압 에너지에서 48V 레일로 다시 흐르는 것입니다.