在DesignCon期間看到一個(gè)分享的主題是關(guān)于“48V電源為什么成功代替12V的電源”。本來計(jì)劃去聽，結(jié)果與另外一個(gè)主題在時(shí)間上沖突了，所以就錯(cuò)過了，本想著再看看論文，結(jié)果發(fā)現(xiàn)作者并沒有分享論文。所以就找了些資料學(xué)習(xí)下，把學(xué)習(xí)到的一些內(nèi)容簡單總結(jié)分享給大家。
電壓逐步升高的這個(gè)事情其實(shí)由來已久，48V代替12V在許多領(lǐng)域也取得一些成功，主要是因?yàn)樗?/span>能效、功率和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面具有明顯優(yōu)勢。以下是關(guān)鍵原因：
1. 降低導(dǎo)線損耗，提高能源效率
電力傳輸中的損耗主要由電流引起的電阻損耗（I²R）決定。在相同功率傳輸需求下，提高電壓可以減少電流，從而降低功率損耗。例如：
因此，48V 系統(tǒng)可以顯著提高供電效率，減少銅損，降低布線成本。
2. 更高的功率密度，支持更大功率負(fù)載
-
12V 供電系統(tǒng)在高功率應(yīng)用（>1kW）時(shí)，需要承載很大的電流（如 100A 以上），導(dǎo)致布線復(fù)雜、損耗增加。
-
48V 系統(tǒng) 能在較低電流下傳輸相同的功率，使電源設(shè)計(jì)更緊湊、更輕量化，尤其適用于高功率應(yīng)用，如服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、EV（電動(dòng)車）等。
-
谷歌、Meta（Facebook）、亞馬遜 等公司已經(jīng)采用 48V供電架構(gòu)以優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能效。
-
OCP（Open Compute Project）也推動(dòng) 48V 服務(wù)器架構(gòu)，替代傳統(tǒng) 12V 方案。
-
傳統(tǒng)燃油車以 12V供電 為主，但現(xiàn)代電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車需要更高功率，48V輕混系統(tǒng)（48V Mild Hybrid）能高效驅(qū)動(dòng)輔助電機(jī)、電子渦輪等，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
-
高壓（400V、800V）主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 仍然存在，但 48V 系統(tǒng)用于低功率負(fù)載（如動(dòng)力轉(zhuǎn)向、空調(diào)壓縮機(jī)等），降低復(fù)雜度和成本。
3. 成本與設(shè)計(jì)優(yōu)化
相比12V 系統(tǒng)，48V 設(shè)備的電流更小，可以減小功率器件（MOSFET、IGBT、電感等）的體積和散熱需求。
12V vs. 48V系統(tǒng)對(duì)比分析
|
對(duì)比維度
|
12V系統(tǒng)
|
48V系統(tǒng)
|
|
電流與損耗
|
高電流，高損耗：傳輸相同功率時(shí)，電流較大，導(dǎo)致 I²R 損耗增加，需要更粗的導(dǎo)線
|
低電流，低損耗：同功率下電流降低 4 倍，損耗減少 16 倍，減少導(dǎo)線銅耗
|
|
功率密度
|
較低：適用于低功率設(shè)備，超過 1kW 以上的功率傳輸不高效
|
較高：適用于高功率設(shè)備，數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)車等更適合
|
|
轉(zhuǎn)換效率
|
較低：大電流導(dǎo)致 MOSFET、整流器等功率器件損耗增加
|
較高：低電流減少導(dǎo)線和功率器件的損耗，提高 DC-DC 轉(zhuǎn)換效率
|
|
布線與設(shè)計(jì)
|
線纜較粗，布線復(fù)雜：需要更粗的電纜和更大尺寸的電路板銅層
|
線纜較細(xì)，布線優(yōu)化：減少銅線用量，降低 PCB 走線復(fù)雜度
|
|
應(yīng)用場景
|
適用于 小型電子設(shè)備、低功率系統(tǒng)（PC、電池供電設(shè)備等）
|
適用于 數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、電動(dòng)車、混動(dòng)汽車、工業(yè)設(shè)備 等高功率需求場景
|
|
安全性
|
更安全：人體安全電壓更低（12V 遠(yuǎn)低于 60V 低壓安全標(biāo)準(zhǔn)）
|
仍在安全范圍內(nèi)（48V < 60V），但短路電弧能量比 12V 高，需額外保護(hù)
|
|
成本
|
短期成本較低：傳統(tǒng) 12V 設(shè)備和生態(tài)成熟，初始成本低
|
長期成本更優(yōu)：減少銅材、提高能效，但初期投資較高
|
|
行業(yè)趨勢
|
逐漸被替代：在高功率需求的應(yīng)用中逐漸被 48V 替代
|
快速增長：數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)車等領(lǐng)域采用 48V 方案
|
|
