Le 48 V remplace le 12 V

Les exigences de puissance de l'industrie automobile entraînent l'adoption du 48 V

À l'aide du NBM2317 bidirectionnel de Vicor, les automobiles peuvent facilement passer de 48 V à 12 V avec peu de pertes et un câblage allégé. (Source de l'image : Vicor Corporation)

L'industrie automobile, comme de nombreuses autres industries, a adopté une tension de fonctionnement standard il y a des années. Toutefois, les normes évoluent au fil du temps et des avancées technologiques. Cette évolution des normes s'observe aussi dans l'industrie automobile.

Les premières voitures ne comportaient aucun système électrique. Elles étaient démarrées à l'aide d'une manivelle et les phares fonctionnaient au pétrole. Vinrent ensuite les batteries au plomb, suivie de l'alimentation 6 V. Ce système a fonctionné pendant un certain temps, mais avec l'augmentation de la taille des moteurs et l'ajout d'électronique, plus de puissance était nécessaire. Le 12 V est donc devenu la nouvelle norme.

Aujourd'hui, nous sommes au cœur d'un autre changement. Les besoins en énergie des véhicules automobiles évoluent rapidement, en particulier pour les véhicules autonomes. L'intelligence artificielle dans les véhicules est également un facteur de puissance important. Les groupes motopropulseurs et les besoins en infodivertissement exigent beaucoup plus de puissance.

La batterie 12 V n'est plus suffisante. L'étape logique suivante est le passage à 48 V, ce qui ne présente pas de difficultés pour l'instant, car certaines voitures utilisent une solution à batterie double. La puissance est répartie entre une batterie traditionnelle de 12 V et une batterie lithium-ion de 48 V. Ce n'est probablement qu'une période de transition avant la standardisation des voitures à 48 V.

Le 48 V offre un meilleur rendement dans de nombreuses industries

Les data centers peuvent conserver leurs infrastructures antérieures en passant efficacement de 48 V à 12 V. (Source de l'image : Vicor Corporation)

D'autres industries observent elles aussi une transition vers le 48 V. Un changement similaire se produit dans les data centers. Ils utilisent des bus d'alimentation hérités de 12 V et veulent utiliser des bus de 48 V pour répondre plus efficacement à leurs exigences de puissance en très forte hausse.

La tension des outils électriques a également grimpé en flèche, ce qui a augmenté le couple et réduit la taille des technologies de batteries. Désormais, il est très facile de trouver des outils de 48 V. Ils peuvent être plus chers, mais ils conserveront leur charge plus longtemps et fourniront plus de couple. L'industrie des LED s'intéresse elle aussi au 48 V, particulièrement pour l'éclairage extérieur où les besoins en puissance sont importants. Il permet à leurs affichages d'être plus brillants, plus grands et plus efficaces.

Quel est l'avantage du 48 V ?

Le 48 V vous permet d'augmenter la puissance avec moins de pertes de commutation. Ce phénomène est rendu possible par le fait qu'un courant moins important traverse la même quantité de cuivre. Cela lui permet d'aller plus loin et d'alimenter plus d'éléments. Le 48 V reçoit une très basse tension de sécurité (SELV) nominale, ce qui signifie qu'il reste sécurisé et ne nécessite pas de manipulation particulière. Il est inférieur à 60 V, valeur qui est considérée comme la limite pour des tensions sécurisées. De plus, le câblage ne nécessite pas de blindage supplémentaire et ne risque pas de surchauffer.

Pourquoi alors ne pas passer directement au 48 V ?

D'emblée, le coût et la plus grande taille des batteries ont rendu cette solution difficile à mettre en pratique. Bien que la haute tension ait ses avantages, elle a aussi ses limites. Les contacts des systèmes à plus haute tension doivent être plus robustes et ils coûtent plus cher, parce que la corrosion s'installe plus rapidement. Mais avec l'évolution technologique, nous avons amélioré notre capacité à réduire ces inconvénients. Actuellement, la plupart des infrastructures et des conceptions sont prévues pour du 12 V. Une fois qu'une norme est élaborée, il peut être difficile d'essayer d'amener les gens à adopter de nouvelles normes, étant donné que tous leurs composants fonctionnent sur 12 V.

Le NBM2317 fournit une conversion bidirectionnelle de 48 V à 12 V, avec un rendement de crête de 98 % à une puissance continue de 800 W. (Source de l'image : Vicor Corporation)

Aujourd'hui, la plupart de ces systèmes cherchent à passer de 12 V à 48 V. Il ne s'agit pas de remodeler complètement l'infrastructure, mais de faire évoluer les architectures. Les voitures hybrides légères les plus récentes, par exemple, sont équipées d'une batterie double, avec une batterie de 12 V et une batterie de 48 V. Les entreprises font en sorte que vous n'ayez pas à changer tout votre système en même temps ; vous pouvez adopter la nouvelle structure d'alimentation à votre rythme. Ainsi, à mesure que nous passons à des tensions plus élevées, nous avons besoin de différents composants dans nos systèmes.

C'est là qu'interviennent des sociétés comme Vicor. Vicor vient de lancer un excellent composant de « pont », le NBM2317. Le NBM fournit une conversion bidirectionnelle de 48 V à 12 V, avec un rendement de crête de 98 % à une puissance continue de 800 W et de crête de 1 kW, et ce dans un boîtier de moins de 3,3 cm3. Vicor propose une gamme de composants de 48 V pour vous aider à construire votre chaîne d'alimentation 48 V et à faire la transition vers l'infrastructure 48 V.



À propos de l'auteur

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Ben Roloff, ingénieur d'application associé chez Digi-Key Electronics, assiste les clients pour tous leurs besoins en microcontrôleurs depuis 2016. Il est né en 1991, à une époque où l'Internet était inconnu à la maison. Internet s'est lentement imposé tout au long de ses études, donc d'une certaine façon, Ben a grandi avec Internet. C'est son intérêt pour les ordinateurs qui l'a poussé à poursuivre des études en informatique, et il est titulaire d'une licence en sciences informatiques de la South Dakota School of Mines and Technology.

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