48V 設計挑戰

採用 48V 低電壓軌時所面臨的設計挑戰包括暫態電壓，沿面距離與電氣間隙要求，電磁相容性 (EMC) 標準，以及積體電路 (IC) 成本。

暫態電壓是 48V 系統中對話的主要主題。現今的 12V 系統眾所周知，其標準如國際標準化組織 (ISO) 16750-2 ，為負載突降等最糟情況事件指定電壓暫態曲線。針對 48V 系統，目前可用的標準（ISO 21780 與 Liefervorschriften [LV] 148） 皆為需高達 70V 過電壓點的 MHEV 所撰寫。但在考量切換暫態或元件裕度時，會導致元件額定值遠高於 70V。

MHEV 的標準雖然可做為起點，但對於未使用高功率啟動發電機系統，以高壓電池產生 48V 電壓的電動或混合動力系統，則未必有效。圍繞 BEV 48V 低電壓網路的確切標準仍在定義中，但 OEM 可能會開始定義自己的標準，以限制低於 70V 的線路暫態。圖 8將潛在的 BEV 標準與現有的 ISO 21780 標準進行比較。

雖然 60V 和 70V 之間的差異可能看起來很小，但適應更高電壓的 IC 成本不一定以線性方式調整。此外，即使可以控制電源範圍，也務必考量線束故障模式事件的潛在性， ISO 7637-2 等目前標準確實可處理這些問題。

沿面距離與電氣間隙需求是 PCB 上所有導電零件間最短距離的業界標準量測結果。它們是防止電弧的重要設計參數，而電弧會在兩點間的電壓超過崩潰電壓時發生。沿面距離與電氣間隙有許多不同的標準（國際電子電機委員會 60664-1 和印刷電路研究所 2221A），OEM 甚至可能有自己的內部指南。從 12V 變為 48V 會增加沿面距離與電氣間隙需求，直接影響 IC 封裝，PCB 佈局，線束接頭等。

48V 系統的一個微小影響是，雖然有助於減少傳導損耗，但切換損耗也會增加。這在 DC/DC 轉換器和馬達驅動等切換電源轉換器的 EMC 測試中變得十分重要。將電壓 (V_DS) 從 12V 增加到 48V 可減少電流 (I_DS)。雖然如此，如果 48V 系統中的電壓轉換率 (t _R + t_F) 與 12V 系統相同，則電源切換損耗 (P_SW) 會增加四倍。

雖然影響切換損耗的因素較多，但圖 9說明電壓轉換率如何影響 48V 系統中的切換損耗。如需減少 DC/DC 傳導式排放的詳細資訊，請參閱應用說明「減少 48V 車用應用降壓轉換器中的傳導式 EMI。 」