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作者：Vicor Nicolas Richard、Lev Slutskiy、Teo DeLellis 和 Henryk Dabrowski 因疫情原因改變了大家的習慣、優(yōu)先次序被重新定義，這些推動(dòng)了創(chuàng )新加速。Vicor 的專(zhuān)家列舉了一些示例，表明現有趨勢將大幅加快并重點(diǎn)關(guān)注高效、緊湊、模塊化供電網(wǎng)絡(luò ) (PDN) 的使用與發(fā)展。 汽車(chē) — Vicor 公司歐洲、中東和非洲汽車(chē)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監 Nicolas Richard 表示，新冠疫情加速了向電動(dòng)汽車(chē)和 48V 系統的過(guò)渡 交通運輸是受全球疫情影響最嚴重的領(lǐng)域之一。乘公交車(chē)上下班及長(cháng)途旅行的人越來(lái)越少，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)出現了銷(xiāo)量迅速下滑的情況，預測顯示這種下降趨勢將持續到 2021 年。制造商對此做出的回應是，將更多的工作重點(diǎn)放在增長(cháng)的細分市場(chǎng)上，特別是電動(dòng)汽車(chē)。在減少傳統汽車(chē)開(kāi)發(fā)的同時(shí)，他們正在加大具備競爭優(yōu)勢技術(shù)的電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)。乘公交車(chē)上下班的人越來(lái)越少，調查顯示，人們認為自己開(kāi)車(chē)比乘公交車(chē)要安全得多。所以，我們認為這將加速對高性?xún)r(jià)比電動(dòng)汽車(chē)的需求，因此隨著(zhù)越來(lái)越多地對電動(dòng)汽車(chē)的投資，48V PDN 替代 12V PDN 的趨勢將明顯加快。 2021年，隨著(zhù)制造商增加主動(dòng)制導懸架系統、后輪轉向或防側擺穩定系統，將出現更多 48V 電池系統，特別是在輕混汽車(chē)中。為了支持這一發(fā)展趨勢，更多 48V 系統將需要轉換為 12V，為汽車(chē)安全性、舒適性、信息娛樂(lè )系統和導航系統提供支持。除了可實(shí)現更輕的線(xiàn)纜或更高的功率外，在將電壓增加到 48V 來(lái)減少所需的降壓時(shí)，HEV 和 EV 中高壓電池的轉換效率會(huì )更高。此外，用于為 EV 和 HEV 供電的主電池電壓也將增加，800V 電壓將變得越來(lái)越普遍，以縮短充電時(shí)間。這些變化需要一種新型電源組件來(lái)為未來(lái)的汽車(chē)構建配電網(wǎng)絡(luò )。 
圖 1：NBM6123 — 可擴展的 800V <-> 400V DC/DC 6.4kW 隨著(zhù) 400V 和 800V 充電站的部署，車(chē)輛與充電站的兼容性需要在這兩種電壓之間進(jìn)行簡(jiǎn)單而高效的轉換。NBM6123 采用 63 x 23 毫米 CM-ChiP 封裝，可提供 6kW 的 400V 及 800V 固定比率轉換，從而可為電池與充電站的兼容實(shí)現高效率、高密度的可擴展解決方案。NBM6123 的雙向功能允許使用相同的模塊執行升降壓轉換。此外，NBM6123 還可用于在 800V 充電過(guò)程中為空調和車(chē)內電子設備提供 400V 電源，從而可最大限度減少電池平衡電路。 全新 48V 供電網(wǎng)絡(luò )需要支持電源傳統的 12V 負載、全新驅動(dòng)器、轉向以及線(xiàn)控制動(dòng)大功率系統。隨著(zhù)負載的增加，在 48V 下提供更大的電源，需要高密度模塊，而不是更加笨重的分立式解決方案。Vicor 提供幾款用于 48V 供電的模塊。這些器件包括固定比率及穩壓轉換器解決方案，支持 48V 和 12V 負載。這些轉換器可部署在一個(gè)單獨的外殼中，也可部署在采用更小、更輕 48V 配電網(wǎng)絡(luò )的整個(gè)車(chē)輛中。DCM 和 PRM 模塊分別提供 48V 至 12V 穩壓輸出和 48V 至 48V 穩壓輸出。NBM 提供 48V 至 12V 或 12V 至 48V 雙向固定比率轉換。 高性能計算 — Vicor 區域經(jīng)理 Lev Slutskiy 預測，數據中心的容量需求將超過(guò)物理設備空間。 數據中心已經(jīng)在快速增長(cháng)，但疫情又加速了數據中心的需求，超出了此前的預測，即使在新冠病毒消退后，數據中心的需求仍將繼續長(cháng)期增長(cháng)。越來(lái)越多的人在家辦公，越來(lái)越多的學(xué)生在家上課，由于家庭以外的休閑時(shí)間選擇較少，越來(lái)越多的人在看視頻、玩在線(xiàn)游戲。我們已經(jīng)體會(huì )到用戶(hù)對支持當前電信基礎設施的數據中心城市主干網(wǎng)的依賴(lài)程度有多高。2021 年，對數據中心更高電源效率的追求將加快，我們相信數據中心行業(yè)將購買(mǎi)比往年更多的可再生能源，但我們預計，有更多的數據中心將從交流 (AC) 基礎設施解決方案轉向直流 (DC)，以更好地應對高性能計算電源需求的大幅增長(cháng)。 這種快速的、出人意料的需求加速超出了廠(chǎng)商擴展數據中心物理容量的能力；因此，數據中心運營(yíng)商需要在現有的機架空間中增加更多的容量。這對供電影響很大。能夠在優(yōu)異的熱管理情況下，在相同的機架空間內更高效地供電，比以往任何時(shí)候都重要。人工智能、云計算和大數據都在推動(dòng)對更高處理能力的需求，從而導致了更高能耗和更大電流，這反過(guò)來(lái)又會(huì )導致因電源轉換和變壓過(guò)程造成的更大電力損耗。數據中心電源創(chuàng )新的第三個(gè)重大變革方面將是機柜和機架層面的供電和電源效率，以達到實(shí)現云計算、人工智能和大數據應用所需的更高計算能力（數百億億 FLOPS）。 一種管理電源的更高效方法是增大這些系統內的電壓，并在交流整流后使用直流或直接從可再生能源的來(lái)源使用。將高壓（通常是 260 - 410V DC）轉換為現代計算單元輸入所用值（12V 或更好的 48V）的任務(wù)可由母線(xiàn)轉換器來(lái)執行。我們相信，系統設計人員將使用諸如分比式電源架構 (FPA) 和高效率轉換器模塊等更多此類(lèi)創(chuàng )新架構解決方案來(lái)縮短大電流供電器模塊與負載點(diǎn) (PoL) 之間的距離，以便在未來(lái)超級計算應用中降低PDN 電阻，從而最大限度降低功耗。幾家大型高性能計算 (HPC) 產(chǎn)品制造商，例如最近在“Green 500 強排行榜”上位列第 1、第 3、第 4 和第 5 的 Nvidia，實(shí)際上已經(jīng)采用這種方法將數據中心從內到外變得更綠色環(huán)保。
圖 2：分比式電源穩壓和變壓階段
圖 3：Vicor-DCM5614-VIA 機器人 — Vicor 歐洲、中東和非洲銷(xiāo)售副總裁 Henryk Dabrowski 預測，2021 年歐洲無(wú)人機和機器人在公眾場(chǎng)合出現的次數將達到 7.47 億次。 到 2021 年年底，作為我們抗擊疫情的一個(gè)環(huán)節，歐洲每一位男士、女士和兒童至少都會(huì )看到一次配送機器人或無(wú)人機在投遞包裹或在對公共場(chǎng)所進(jìn)行消毒。此外，機器人技術(shù)還將迎來(lái)重大創(chuàng )新加速，因為企業(yè)希望通過(guò)機器人與客戶(hù)安全接觸并在不讓人接觸新冠病毒的情況下，執行任務(wù)。為滿(mǎn)足需求，機器人開(kāi)發(fā)人員需要利用現有的設計，將其視為平臺，而不是試圖從零開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的機器人。擴展平臺就必須擴展電源，以滿(mǎn)足不同尺寸、不同功能的機器人需求�？蓴U展的模塊化供電方法是應對這一挑戰的關(guān)鍵。 擴大自動(dòng)配送服務(wù)范圍的一個(gè)關(guān)鍵因素是機器人或無(wú)人機的工作范圍和重量。Vicor 不僅可幫助設計人員減輕其無(wú)人機重量，實(shí)現高性能，而且還可幫助他們采用能使無(wú)人機更可靠地飛得更遠的方式管理電源。我們預測，在歐洲人口較為稠密的城市，機器人將比無(wú)人機多得多，而在阿爾卑斯山等較為偏遠的地區，將會(huì )有更多無(wú)人機幫助應對危機事件、運送重要的醫療物資，而較重貨物的運送則將由自動(dòng)駕駛卡車(chē)提供支持。在歐洲，樂(lè )購、亞馬遜、敦豪和聯(lián)合包裹都已開(kāi)始試著(zhù)使用無(wú)人機送貨，我們把最近的疫情視為推動(dòng)零售走向全面數字化轉型的轉折點(diǎn)。人們已經(jīng)在封城期間習慣了送貨上門(mén)的便利，這就意味著(zhù)親自到最喜歡的商店或超市去購物的人流量將不會(huì )回到疫情前的水平。在大街上使用機器人送貨，在空中使用無(wú)人機送貨，將幫助零售商顯著(zhù)降低送貨成本。在中國，無(wú)人機已經(jīng)開(kāi)始用于向偏遠地區運送貨物，我們發(fā)現，隨著(zhù)物流公司可獲得國家空運主管部門(mén)的許可，允許通過(guò)無(wú)人機提供零售空運服務(wù)，這一發(fā)展已經(jīng)提速。
圖 4：ZVS 降壓解決方案 |
