BCM6135 DC-DC 轉換模塊助力電動汽車電源設計實現前所未有的創新

汽車電氣化是當今時代最艱巨的電源挑戰之一。800V 電池及其帶來的電源轉換挑戰是這些日益復雜電氣系統的核心。與此同時，OEM 正從 12V 配電網絡轉向 48V 母線，以利用更低電流、更高功率以及更輕便線束/電纜所帶來的更高效率。

因此，這里涉及多個變量，要打造一個完美供電網絡（PDN），需要權衡各種利弊。

例如，幾十年來，汽車業已形成一個健全的商業化的 12V 生態系統，但與 48V 并不兼容。然而，轉向 48V 的好處毋庸置疑。例如，12V 線束作為當今車輛中最重的子系統之一，在采用 48V 后可大幅減輕重量。它由數千根銅線組成，總長度超過一英里，重量可達 150 磅（68kg）。以 48V 配電意味著可以采用 10 AWG 規格的線纜，這種線纜更便宜且比傳統 12V 線束輕高達 85%。這不僅減少了尺寸、重量和成本，還降低了設計復雜性。這樣的優勢無可爭議，幾乎沒有明顯的缺點。

推動向 48V 轉變的是那些耗電量大的負載，例如主動懸掛系統，這一系統長期以來一直是困擾電源工程師的難題。12V 電壓始終無法充分滿足主動懸掛以及當今車輛中許多其他大型負載的電源需求。而 48V 結合高密度 DC-DC 電源模塊，將改變電源工程師對這一昔日難題的看法。48V 使得為加熱擋風玻璃、電動轉向和制動系統，以及眾多泵、風扇和執行器的供電變得更加輕松。48V 與電源模塊的結合，將助力電源工程師實現前所未有的創新。

解決高壓 800V 轉換至 SELV 的電源挑戰

從 800V 轉換至 SELV，即標稱 48V 及以下，可能是一項復雜的任務。這一架構需要保持高效率運行，同時確保在充分冷卻的情況下安全運行。快速的瞬態響應時間是許多子系統的另一項重要特性，能讓系統迅速適應負載的急劇變化，同時保持穩定性。這有助于確保制動和轉向等負載的安全運行，因為任何延遲都可能帶來嚴重的安全隱患。

傳統的 DC-DC 轉換器可在無需中間電池的情況下傳輸功率，但缺點是體積龐大，且缺乏快速響應能力，無法滿足需要冗余設計的各種子系統對功率的需求。

高密度電源模塊是傳統 DC-DC 轉換器的一種替代方案，在當今電動汽車電源系統的設計中有重大影響。其平面設計、專用磁性元件和先進封裝技術支持高效率、快速響應和超小體積。Vicor BCM 母線轉換器技術通過低路徑阻抗和快速響應時間，將高壓電池轉化為可模擬 48V 或 12V 電池的電源，消除了對中間能量存儲的需求。BCM 的峰值效率達到 98%，能持續輸出高達 65A（超過 3000W）的功率。這些特性足以支持車輛中各種高功率 PDN 的需求。

Vicor BCM 母線轉換器技術提供低路徑阻抗和快速響應時間，將高壓電池轉變為一個“虛擬低壓電池”，能夠模擬 48V 或 12V 電池，從而無需中間能量存儲。BCM 的峰值效率高達 98%，并能持續提供高達 65A（超過 3000W）的功率。這些特性能夠在車輛中支持廣泛的高功率供電網絡（PDN）。

BCM DC-DC 固定比率轉換器是電動汽車問題的完美解決方案

與傳統轉換器需要將輸入電壓范圍調節到特定輸出電壓不同，BCM 轉換器是一種固定比率轉換器，其輸出電壓與輸入電壓之比是固定的，這一比例被記為“K ”。其工作分為三個階段：初級側開關將 DC 輸入轉換為正弦波，理想變壓器階段根據初級和次級側的匝數比例縮放電壓，次級側開關再將正弦波轉換回 DC 輸出。

BCM 系列能夠將 800V 轉換為 48V 輸入，并通過不同的比例 K 適應多種應用場景和市場需求。依托專有的正弦振幅轉換器（SAC）拓撲結構，高壓 BCM 的峰值效率可達 98%，功率密度高達 2400W/in3。這些靈活的模塊不僅可輕松并聯成高功率陣列，還能通過串聯輸出實現更高的輸出電壓。此外，BCM 本身具有雙向性，為車輛各個子系統的創新提供了更多機會。BCM 還使設計人員能根據指定的比例 K ，通過模塊有效“反射”電容，減少負載端所需的大容量電容。

此外，零電流開關（ZCS）和零電壓開關（ZVS）拓撲結構的應用可最大限度地減少損耗。無論是從高壓到低壓的降壓轉換，還是從低壓到高壓的升壓轉換，BCM 都能以相同的效率和量級雙向對稱地轉換電源。這種特性非常適合汽車應用場景，尤其是在車輛電源負載（如主動懸掛系統）需要快速充放電的情況下。

零電流開關（ZCS）和零電壓開關（ZVS）技術還讓 BCM 轉換器能夠以比傳統轉換器更高的頻率運行，從而快速響應負載電流的變化，并提供從輸入到輸出的低阻抗路徑。相比傳統電源能提供 250A 每秒（250A/S）的瞬態電流爬升速度，BCM 可輕松響應 800 萬安培每秒(8,000,000A/S) 的瞬態電流爬升速度。

這種快速響應，結合固定比率轉換、雙向運行和低阻抗路徑，使 BCM 能夠充當“虛擬電池”，同時通過使用更輕的 10 號線規（AWG）線材減少電纜重量。這一點尤為重要，因為電源仍需配電到車輛子系統中，滿足 48V 和 12V 混合負載的需求。BCM 是優化區域架構的基礎元件，能在車輛中擴展 48V 配電網絡，然后再轉換為 12V 負載。

BCM6135 是一款固定比率轉換器，支持 800V 到 48V 的轉換。這一系列的 BCM 轉換器本身具有雙向性，為車輛中各種子系統的創新提供了更多可能。借助 BCM，設計人員可以根據指定的 比例 K ，通過模塊有效“反射”電容，從而減少負載端所需的大容量電容。BCM 是高密度、高性能的車規級轉換器，被廣泛應用于當今最具創新性的主動懸掛系統。

BCM 是一種固定比率轉換器，支持從 800V 到 48V 的轉換，并提供多種比例 K ，以適應廣泛的應用和市場需求。基于專有的正弦振幅轉換器（SAC）拓撲結構，高壓 BCM 的峰值效率可高達 98%，功率密度可達每立方英寸 2400 瓦（2400W/in3）。這些靈活的模塊可以輕松并聯組成高功率陣列，輸出也可以串聯以實現更高的輸出電壓。

BCM6135 將主動懸掛電源系統的體積縮小 50%

BCM6135 輔助優化了一個長期存在問題的供電網絡（PDN）。主動懸掛系統一直以重量大、耗電多、設計成本高而著稱，幾十年來一直困擾著電源設計人員。

然而，通過結合更大容量的主電池、48V 母線以及小型 DC-DC 電源模塊，主動懸掛系統可實現前所未有優化。

如今，汽車一級供應商 A 公司正與 Vicor 合作，開發 800V 到 48V 的 DC-DC 轉換器，以打造終極主動懸掛系統。這一供電網絡充分利用 48V 與 Vicor 電源模塊的組合，減少整體尺寸和重量。此外，它利用 BCM6135 的高功率密度，將系統體積壓縮到 1.8 升以下，并利用 BCM 的雙向供電能力支持再生電力負載。這一電源設計是目前最小的主動懸掛系統，體積幾乎只有最接近競爭對手的一半。

將主動懸掛直接與電池連接的最大好處之一是能量回收。就像彈簧能夠吸收和釋放能量一樣，主動懸掛也能吸收能量并將其存儲到電池中。雖然技術上通過 DC-DC 轉換器可以實現這一點，但目前很少有制造商能夠設計出具備足夠快瞬態響應、高電流爬升速率響應和高效率的雙向轉換系統，來管理設備與電源之間的雙向功率流。

BCM6135 憑借其超高的電流爬升響應速率（每秒 800 萬安培）的特性，實現了主動懸掛系統能量回收的最快雙向電力傳輸。使用 Vicor 的電源模塊，A 公司設計出了目前最先進的主動懸掛供電解決方案。Vicor 的 DC-DC 轉換器不僅能夠匹配功率和瞬態需求以優化能量回收，還擁有業界最高的功率密度，可以幫助 OEM 縮小整體系統占用空間。

BCM6135 將主動懸掛電源系統的體積縮小一半。主動懸掛系統一直以重量大、耗電高、設計成本昂貴而聞名，幾十年來困擾著電源設計人員。如今，汽車一級供應商 A 公司正與 Vicor 合作，開發 800V 到 48V 的 DC-DC 轉換器，打造終極主動懸掛系統。該系統充分利用 48V 與 Vicor 電源模塊的組合，減小整體尺寸和重量。

Vicor BCM6135 蓄勢待發，解決電動汽車的各種電源難題

Vicor BCM 電源模塊集成了電源工程師解決復雜電源問題所需的特性。BCM6135 重量輕、功率密度高、支持雙向運行且速度極快——這些特點正好能破解這個數十年未解的主動懸掛供電問題。而這僅僅是個開始。

Vicor 電源模塊實現了更高水平的可擴展性和靈活性、高效率以及被動冷卻。這些電源模塊能夠幫助減少組件數量，簡化汽車電源工程師面臨的最復雜問題。BCM6135 作為一款緊湊型 DC-DC 轉換模塊，是當今工程師在快速變革的汽車電氣化世界中尋找更優解決方案的完美產品。