48 V son los nuevos 12 V

Las demandas de potencia automotriz impulsan la adopción de 48 V

Mediante el uso del NBM2317 bidireccional Vicor, los automóviles pueden convertir con facilidad desde 48 V a 12 V con pérdidas mínimas y cableado más liviano. (Fuente de la imagen: Vicor Corporation).

Hace años, la industria automotriz, al igual que muchas industrias, se decidió por un voltaje de funcionamiento estándar. Sin embargo, los estándares evolucionan con el tiempo a medida que avanza la tecnología. Se puede ver esta evolución de estándares en la industria automotriz.

Los primeros automóviles no contaban en absoluto con sistemas eléctricos. Se les daba arranque con una manivela y las luces se alimentaban con aceite. Más tarde, vino la batería de ácido-plomo, seguida de la alimentación de 6 V. Esto funcionó durante un tiempo. Sin embargo, a medida que se agrandaban los motores y se agregaban más componentes electrónicos, se necesitaba más potencia. Por esta razón, 12 V se convirtió en el nuevo estándar.

Actualmente, estamos en el medio de otro cambio. Las demandas de potencia automotriz están aumentando con rapidez, en especial en los vehículos autónomos. La inteligencia artificial en los vehículos también se considera un motor importante. Los trenes de potencia y las demandas de infoentretenimiento exigen una potencia significativamente mayor.

Ya no es suficiente la batería de 12 V. El siguiente salto lógico es a 48 V. En este momento, esto no se considera un cambio difícil, ya que algunos automóviles usan una solución de batería doble. Dividen el suministro de potencia entre una batería tradicional de 12 V y una de ion de litio de 48 V. Este es probablemente solo un período de transición antes de que los automóviles se estandaricen en 48 V.

48 V ofrecen una mayor eficacia en muchas industrias

Los centros de datos pueden mantener una infraestructura heredada mediante una reducción eficiente de 48 V a 12 V. (Fuente de la imagen: Vicor Corporation).

Otras industrias también enfrentan una transición a 48 V. Está teniendo lugar un cambio similar en los centros de datos. Utilizan buses de potencia heredados de 12 V, y desean usar buses de potencia de 48 V con el fin de satisfacer de manera más eficaz sus crecientes demandas de potencia.

También hubo un aumento de voltaje en las herramientas eléctricas, lo que aumentó el par de torsión y redujo la tecnología de las baterías. Ahora se pueden encontrar herramientas de 48 V con facilidad. Es posible que sean más costosas, pero conservarán la carga durante períodos más prolongados y proporcionarán más par de torsión. Las LED son otra de las industrias que aprecian el valor de usar 48 V (especialmente en iluminación exterior, donde las demandas de potencia son mayores). Permite que sus pantallas sean más brillantes, grandes y eficaces.

¿Cuál es la ventaja de usar la potencia de 48 V?

48 V le permiten añadir más potencia con menos pérdidas de conmutación. Esto se debe a que menos corriente pasa a través de la misma cantidad de cobre. Esto le permite ir más lejos y alimentar más componentes. 48 V reciben una clasificación SELV (voltaje extrabajo de seguridad), lo que significa que todavía es seguro y no exige una manipulación especial. Está por debajo de los 60 V, que se consideran el límite de voltajes seguros de manipular. Además, el cableado no necesita blindaje adicional ni corre riesgo de sobrecalentamiento.

Entonces, ¿por qué no implementar 48 V desde el principio?

Desde el principio, el costo y el tamaño de una batería más grande hicieron que sea poco práctico. Si bien el alto voltaje tiene sus ventajas, también tiene algunas limitaciones. Los contactos para sistemas de voltaje más alto deben ser más robustos y son más costosos porque se corroerán con mayor rapidez. No obstante, a medida que ha avanzado la tecnología, hemos ido minimizando cada vez más esas desventajas. En la actualidad, la mayoría de la infraestructura y los diseños se construyen para 12 V. Una vez que se desarrolla un estándar, es posible que sea difícil tratar de conseguir que las personas adopten algo nuevo, ya que todas sus piezas funcionan con 12 V.

El NBM2317 proporciona una conversión bidireccional de 48 V a 12 V con una eficacia máxima del 98 % a 800 W de potencia continua. (Fuente de la imagen: Vicor Corporation).

Hoy en día, la mayoría de estos sistemas intentan conectar 12 V a 48 V. No tratan de revisar la infraestructura por completo, sino de hacer una transición en sus arquitecturas. Por ejemplo, los automóviles híbridos ligeros más nuevos cuentan con una batería doble: una de 12 V y otra de 48 V. Las empresas lo están desarrollando con el fin de que las personas no tengan que cambiar todo su sistema a la vez; a medida que avanzan, pueden adoptar la nueva estructura de potencia. Por lo tanto, a medida que hagamos la transición hacia voltajes mayores, necesitaremos diversas piezas a lo largo de todos los sistemas.

Aquí es donde toman lugar las empresas como Vicor. Acaban de lanzar una gran pieza "puente": el NBM2317. El NBM proporciona una conversión bidireccional de 48 V a 12 V con una eficacia máxima del 98 % a 800 W continuos y 1 kW de potencia máxima en un paquete de menos de 3.3 cm3. Vicor posee un conjunto de piezas de 48 V que ayudan a construir la cadena de alimentación de 48 V y a hacer la transición hacia la infraestructura de 48 V.



Acerca de este autor

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Ben Roloff, ingeniero adjunto en aplicaciones en Digi-Key Electronics, ayuda a los clientes con todas las necesidades de microcontroladores desde 2016. Nació en 1991, un tiempo en el que internet era algo desconocido en el hogar. Internet comenzó a conocerse cuando fue al colegio y, de alguna manera, Ben se crió con internet. Su interés en las computadoras lo empujó a seguir una carrera en ingeniería informática y se convirtió en Licenciado en ingeniería en la South Dakota School of Mines and Technology.

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