השימוש בממירי הספק מיוחדים כדי לגשר על הפער בין מערכות V‏ 12‏ ל- V‏ 48‏ בכלי-רכב

כאשר אלקטרוניקה נוספת, מנועים ומפעילים (Actuators) מתווספים יותר ויותר לרכבים עם מנוע בעירה פנימית (ICE), מערכת החשמל הקונבנציונלית בכלי-רכב של V‏ 12‏ במעגל-סגור - המבוססת על סוללת עופרת-חומצה (=מצבר) הנטענת על ידי האלטרנטור - חושפת את מגבלותיה. לדוגמה, כאשר משתמשים במערכת V‏ 12‏, יישומים עם הספק גבוה כמו היגוי חשמלי מושכים זרם גבוה ומצריכים צמות חיווט מגושמות יותר וכבדות יותר. משקל נוסף זה הופך להיות משמעותי ברכב מודרני, שיכול להכיל מספר קילומטרים של חיווט.

גישה אלטרנטיבית משתמשת במערכות מתח גבוה יותר עבור יישומים צמאי-הספק כדי להוריד את משיכת הזרם ולאפשר חיווט קל יותר. מימושים מסחריים כוללים רשת V‏ 12‏ קונבנציונלית ובנוסף מערכת V‏ 48‏ המבוססת על סוללות ליתיום-יון (Li-ion). מערכת V‏ 12‏ משמשת עבור יישומים כמו ניהול מנוע, תאורה וכוונון מושבים ודלתות, ואילו מערכת V‏ 48‏ דואגת לדרישות הפעולה-המאומצת של פונקציות כמו היגוי חשמלי, התנעה ומיזוג-אוויר (HVAC).

מערכות חשמל היברידיות אלו בכלי-רכב מביאות מורכבות מוגדלת ואיתה אתגרי תכנון חדשים. החשובים בין האתגרים הללו הם ניהול הטעינה והפריקה בו-זמנית של שני מעגלי הסוללות, כולל הורדת-מתח (Buck) והעלאת-מתח (Boost) דו-כיווניות בין הסוללות.

מאמר זה מתאר את התפתחות מערכות החשמל הכפולות V‏ 48‏/12‏ בכלי-רכב ומסביר את היתרונות של המערכות החדשות. לאחר מכן הוא בוחן כיצד להשתמש במייצבי מתח דו-כיווניים V‏ 48‏/12‏ מבית Linear Technology ו- Texas Instruments כדי להקל על מורכבות התכן של מערכות מתח-כפול. המאמר שוקל גם את היתרונות של טופולוגיית רכב מבוזרת עתידית של V‏ 48‏-בלבד, ובוחן ממיר אפיק מבית Vicor המתאים למערכת כזו.

האתגרים של המעבר לתכן V‏ 48‏/12‏

המעבר למערכות V‏ 48‏/12‏ זוכה לעידוד במידה רבה עקב הצורך לדחוף התקנים עם צריכת הספק גבוהה תוך הקפדה על כך שהרכב עדיין עומד בתקנות המחמירות של פליטות וחיסכון בדלק. לדוגמה, המעבר מהנעה מכנית לחשמלית עבור אלמנטים כגון היגוי או סופר-מטענים מפחית דרמטית את הפסדי החיכוך ומשפר את צריכת הדלק. לפי כמה מיצרני הרכב, מערכת חשמלית של V‏ 48‏ תורמת לשיפור של 10 עד 15 אחוז בחיסכון בדלק עם הפחתה פרופורציונלית בפליטות מזיקות. צד ה- V‏ 12‏ של המערכת ימשיך להיות הכרחי עקב המספר הגדול של התקני V‏ 12‏ מהדורות הקודמים שעדיין ישולבו בתוך מכוניות בשנים הבאות.

תצורת V‏ 48‏/12‏ מורכבת משני ענפים נפרדים: אפיק V‏ 12‏ המסורתי משתמש בסוללה (=מצבר) עופרת-חומצה מסורתית עבור העומסים הקונבנציונליים, בעוד שמערכת V‏ 48‏, המוזנת מסוללת ליתיום-יון (Li-Ion), תומכת בעומסים כבדים יותר. בעוד שנדרשים שני מעגלי טעינה נפרדים שיתאימו לאלקטרוכימיה של הסוללות בהתאמה, חייב להיות מנגנון המאפשר להניע מטען ביניהם ללא סכנה של נזק לסוללות או למערכות שהן מזינות. חייב להיות גם מנגנון שיספק כוח נוסף לפס המתח הנגדי במצב של עומס-יתר.

התקן החדש לכלי-רכב שהוצע לאחרונה - LV 148 - מתאר את השילוב של אפיק V‏ 48‏ עם מערכת V‏ 12‏ קיימת בכלי-רכב. מערכת V‏ 48‏ משלבת מחולל מתנע משולב (ISG) או מחולל התנעת רצועה וסוללת ליתיום-יון. המערכת מסוגלת לספק עשרות קילוואט (KW) והיא מיועדת עבור מכוניות קונבנציונליות, כמו גם לרכבים חשמליים היברידיים והיברידיים בינוניים.

תכנון מערכת V‏ 48‏/12‏ הוא מאתגר מכיוון שהוא דורש ניהול זהיר של העברת הספק מפס V‏ 48‏ של הרכב לפס V‏ 12‏ שלו וחזרה. אפשרות אחת היא להשתמש בממיר Buck עבור הורדת-המתח, ואילו העברת ההספק בכיוון ההפוך יכולה להיות מסופקת עם ממיר Boost. אך תכן עם ממירי DC-ל-DC נפרדים תופס שטח לוח יקר ומגדיל את עלות המערכת ואת מורכבותה.

גישה חלופית היא להשתמש בממיר DC-ל-DC‏ Boost‏/Buck‏ דו-כיווני יחיד הנמצא בין סוללות ה- V‏ 12‏ וה- V‏ 48‏. בממיר כזה ניתן להשתמש לטעינת הסוללות או לאפשר להן לספק זרם לעומסים החשמליים השונים של הרכב (איור 1).

איור 1: ניתן להשתמש בהספקת-כוח דו-כיוונית כדי לנהל את הספקת-הכוח בין מעגלי V‏ 12‏ ו- V‏ 48‏ של מערכות החשמל בכלי-רכב. (מקור התמונה: Texas Instruments)

בקרי זרם דו-כיווניים

רכיבי ניהול הספקת-כוח עבור מערכות V‏ 48‏/12‏ מתוכננים לעמידה בתקן LV 148. במיוחד, זה מביא לדרישות מתח-יתר רבות על השבבים. התקן מאפשר למתח המירבי בפס V‏ 48‏ להגיע עד V‏ 70 למשך 40 מילי-שניות (ms‏) לפחות, ולמערכת להישאר פונקציונלית ללא איבוד ביצועים במהלך אירוע כזה של מתח-יתר. עבור יצרני מוליכים-למחצה, המשמעות היא שכל מה שקשור לפס V‏ 48‏ של הרכב חייב לעמוד ב- V‏ 70‏ בכניסה (בתוספת מרווח ביטחון, המביא את הדרישה הכוללת לעד V‏ 100).

ה- LT8228 מבית Linear Technology, בקר Buck או Boost סינכרוני דו-כיווני V‏ 100‏ עם זרם-קבוע או מתח-קבוע (ראו המאמר הטכני של DigiKey‏, בקרת אופן-מתח ואופן-זרם עבור יצירת אותות PWM במייצבים ממותגים DC-ל-DC) עם רשת קיזוז עצמאית, הוא דוגמה של ספק-כוח דו-כיווני המתוכנן לעמידה במפרט תקן LV 148.

הבקר מקבל שתי כניסות: _1‏V‏, הספקה של V‏ 24 עד V‏ 54‏ מסוללת ליתיום-יון; ו- _2‏V‏, כניסה של V‏ 14‏ מסוללת עופרת-חומצה (איור 2). היציאות הן V‏ 48 עם 10 אמפר (A) באופן Boost ו- V‏ 14 עם A‏ 40‏ באופן Buck. השבב יכול לעמוד ב- V‏ 100 הן בכניסות והן ביציאות. אופן הפעולה מבוקר חיצונית ממיקרו-בקר דרך פין DRXN או שהוא נבחר אוטומטית.

איור 2: ספק-כוח דו-כיווני LT8228 מבית Linear Technology מציע עד V‏ 100‏ של מתחי Boost או Buck ועומד במפרט של תקן LV 148. (מקור התמונה: Linear Technology)

רכיבי MOSFET בכניסה וביציאה מגנים מפני מתחים שליליים, מבקרים את זרמי ההתנעה ומספקים בידוד בין ההדקים בתנאי תקלה כגון קצר ברכיבי ה- MOSFET למיתוג. באופן Buck, רכיבי MOSFET להגנה בהדק _1‏V‏ (כניסה של V‏ 24‏ עד V‏ 54‏) מונעים זרם אחורני. באופן Boost, אותם רכיבי MOSFET מייצבים את זרמי ההתנעה ביציאה ומגנים על עצמם עם מפסק זרם קוצב-זמן מתכוונן. דיאגנוסטיקת תקלות פנימיות וחיצוניות ודיווח מסופקים דרך פינים ייעודיים.

חברת Texas Instruments‏ (TI) מציעה גם כן בקר זרם דו-כיווני דו-ערוצי תואם LV 148 עם ביצועים עיליים, ה- LM5170. ההתקן מנהל את העברת הזרם בין נקודת-חיבור המתח הגבוה (נקודת-חיבור HV) (מחוברת לסוללת ליתיום-יון של V‏ 48‏) לבין נקודת-חיבור המתח הנמוך (נקודת-חיבור LV) (מחוברת לסוללה (=מצבר) עופרת-חומצה של V‏ 12‏). אותות אפשור עצמאיים מפעילים כל ערוץ של הבקר הכפול.

מגברי חישת זרם הפרשיים עם שני ערוצים ומנטרי זרם ערוץ ייעודיים משיגים דיוק טיפוסי של 1 אחוז. דוחפי שער חצי-גשר A‏ 5‏ חסונים מסוגלים לבקר מתגי MOSFET‏ מקביליים המספקים 500 וואט או יותר לכל ערוץ. הבקר יכול לפעול באופן לא-רצוף לטובת נצילות משופרת בתנאי עומס קל (ראו המאמר הטכני של DigiKey, ההבדל בין מייצב ממותג באופן רצוף ובאופן לא-רצוף ומדוע זה חשוב) והוא גם מונע זרם שלילי. מאפייני ההגנה כוללים את גבול שיא הזרם מחזור-אחר-מחזור, הגנת מתח-יתר של שני פסי הסוללות V‏ 48‏ ו- V‏ 12‏, גילוי והגנה מפני כשלי מתגי MOSFET, והגנת טמפרטורת-יתר.

ה- LM5170 משתמש בבקרת אופן זרם ממוצע, המפשט את הקיזוז על ידי ביטול ה- Right-Half-Plane Zero‏ (RHPZ) באופן פעולה Boost, ועל ידי שמירה על הגבר חוג קבוע ללא תלות במתח הפעולה וברמת העומס.

בקרי זרם דו-כיווניים מבית Linear Technology ומבית TI כוללים מאפיינים המפשטים את תכנון מעגלי ניהול הספקת-הכוח באלקטרוניקה כפולה V‏ 48‏/12‏ בכלי-רכב. לדוגמה, הרכיבים מאפשרים להשתמש באותם רכיבי הספק חיצוניים בין אם הם מעלים את המתח מהסוללה האחת ובין אם הם מורידים את המתח מהסוללה השנייה. זה חוסך מקום ועלות ומפשט את מורכבות המעגל. בכל אופן, יש לבצע בקפידה את הבחירה של רכיבים חיצוניים אלו.

תכנון מעגלי יישומים

בחירת רכיבים חיצוניים כאשר משתמשים ב- LT8228 (כמו גם בהתקני TI) היא בדרך כלל חלק מתכנון נכון של מייצבים ממותגים. לדוגמה, תדר המיתוג (_fSW) וערך המשרן (L) נבחרים למיטוב הנצילות , הגודל הפיזי והעלות. בדומה, נגד חישת זרם המשרן, _SNS2‏R, ביחד עם נגדי הגבר הכניסה שלו, _IN2‏R, נבחרים עבור גבול שיא זרם המשרן, הנצילות ודיוק חישת הזרם (איור 3).

איור 3: דיאגרמת בלוקים של ה- LT8228 מבית Linear Technology המציגה את הרכיבים החיצוניים הנדרשים עבור יישום טיפוסי. (מקור התמונה: Linear Technology)

קבל _DM2‏C נבחר כדי להגביל את כניסת ה- Buck ואת מתח אדוות היציאה של ה- Boost; בדומה, קבל _DM4‏C נבחר כדי להגביל את כניסת ה- Boost ואת מתח אדוות יציאת ה- Buck. קבל _DM1‏C בפין V1D משמש לעקיפת הרעש. קבלי השיכוך _1‏V‏C ו- _2‏V‏C נבחרים עם ערכי ההתנגדות הטורית האקוויוולנטית (ESR‏) שלהם המתוכננים להקטין את התהודה הודות להשראות חוט טורי המחובר ל- _1‏V ו- _2‏V בהתאמה.

הקיזוזים עבור חוגי הייצוב של ה- Buck וה- Boost נבחרים כדי למטב את רוחב-הפס והיציבות. למידע נוסף על תכנון עם מייצבים מתח ממותגים, עיינו במאמרים הטכניים של DigiKey: פשרות התכנון בעת בחירת מייצב ממותג עם תדר גבוה, הבנת היענות חוג הבקרה של מייצב ממותג ו- השימוש במייצבים ממותגים עם EMI נמוך עבור מיטוב תכני הספקת-כוח עם נצילות גבוהה.

לאחר בחירת רכיבים לעמידה בעקרונות תכנון טובים עבור תכן מייצב ממותג כלשהו, ישנם כמה בחירות רכיבים הנדרשות במיוחד לעמידה בדרישות הספציפיות של יישום V‏ 48‏/12‏ דו-כיווני בכלי-רכב.

לדוגמה, גבול זרם היציאה של ה- Buck, גבול זרם הכניסה של ה- Boost וניטור זרם _2‏V של ה- LT8228 מוגדרים על ידי הנגדים _SET2P‏R‏, _SET2N‏R ו- _MON2‏V בהתאמה. לאחר מכן נגד חישת זרם _1‏V‏, _SNS1‏R (מצד שמאל למעלה בדיאגרמה), ביחד עם נגדי הגבר הכניסה _IN1‏R שלו, נבחרים עבור מיטוב הנצילות ודיוק חישת הזרם.

ה- LT8228 משתמש באותו משרן לפעולה הן באופן Buck והן באופן Boost. באופן Buck זרם המשרן הוא זרם היציאה V2, ובאופן Boost זרם המשרן הוא זרם הכניסה V2. את זרם המשרן המקסימלי בכל אחד משני האופנים ניתן לחשב ממשוואות 1 ו- 2:

משוואות 1 ו- 2

כאשר:

ƒ = תדר המיתוג

L = ערך המשרן הנבחר

_(V2P(LIM‏I‏ = גבול זרם יציאה _2‏V אופן Buck

_(V2N(LIM‏I = גבול זרם כניסה _2‏V אופן Boost

שיא זרם המשרן צריך להיות לפחות 20 עד 30 אחוז מעל זרם המשרן המקסימלי הגבוה יותר מבין אופני Buck ו- Boost. זה מבטיח שייצוב הזרם הממוצע המקסימלי אינו מושפע מגבול שיא זרם המשרן בכל אחד משני אופני הפעולה. חישת זרם המשרן מתבצעת באמצעות _SNS2‏R הממוקם בטור עם המשרן. גילוי שיא זרם המשרן _{(PEAK‏)L‏}I הוא כאשר _CSA2‏I מגיע ל- 72.5 מיקרו-אמפר (µA) טיפוסי.

ערכי _SNS2‏R גבוהים (מימין למעלה) משפרים את דיוק חישת הזרם בעוד שערכי _SNS2‏R נמוכים משפרים את הנצילות. המתכננים צריכים לבחור את הערך של _SNS2‏R כך שמתח ההיסט (Offset) המיוחס-לכניסה של _SA2‏C לא ישפיע על דיוק חישת הזרם, תוך הקטנה למינימום של הפסדי ההספק על פני המשרן. המתח המומלץ על פני _SNS2‏R בשיא זרם המשרן הוא בין 50 ל- 200 מילי-וולט (mV).

לאחר מכן המתכנן צריך לבחור _IN2‏R כדי להגדיר את גבול שיא זרם המשרן על פי הנוסחה הבאה:

משוואה 3

לאחר הגדרת גבול שיא זרם היציאה של המשרן, גבול זרם הכניסה של ה- Boost, גבול זרם הכניסה של ה- Buck וניטור זרם _1‏V נקבעים על ידי הנגדים _SET1N‏R‏, _SET1P‏R ו- _MON1‏R בהתאמה. קבלים שהם במקביל לנגדי _SET‏R נבחרים כדי לקבוע את גבולות הזרם לזרם הממוצע של נגדי חישת הזרם.

מתחי הייצוב וספי מתח-יתר של V1D (היציאה המיוצבת באופן Boost) ו- V2D (היציאה המיוצבת באופן Buck) נקבעים על ידי בחירת מחלקים התנגדותיים לפיני FB1 ו- FB2. ספי תת-מתח של _1‏V ו- _2‏V נקבעים באמצעות בחירת מחלקים התנגדותיים לפיני UV1 ו- UV2.

המעגלים החיצוניים של ה- LT8228 דורשים גם שישה רכיבי MOSFET להספק (איור 4). יש לבחור אותם על בסיס שיקולי נצילות ומתח הפריצה. דיודות שוטקי (Schottky) הנלוות (D2 ו- D3) הן אופציונליות ויש לבחור אותן על בסיס שיקולי נצילות.

איור 4: ה- LT8228 דורש שישה רכיבי MOSFET תעלת-N חיצוניים: רכיבי MOSFET‏ M1A ו- M1B להגנת _1‏V, רכיבי MOSFET‏ M4A ו- M4B להגנת 2‏V, רכיב MOSFET‏ M2 למיתוג עליון ורכיב MOSFET‏ M3 למיתוג תחתון. (מקור התמונה: Linear Technology)

כאשר ה- LT8228 פועל באופן Buck, רכיב MOSFET‏ M2 למיתוג הוא המתג העיקרי ורכיב MOSFET‏ M3 הוא המתג הסינכרוני; V1D (הצומת שיש לייצב באמצעות מייצב ה- Boost הממוקם למעלה ומשמאל סמוך לבקר DG1 באיור 3) הוא מתח הכניסה ו- V2D (הצומת שיש לייצב באמצעות מייצב ה- Buck הממוקם למעלה מימין באיור 3 - משמאל ובסמוך לרכיבי MOSFET‏ Buck) הוא מתח יציאת ה- Buck המיוצב. באופן Boost, המצב מתהפך כאשר M3 הוא המתג העיקרי, המתג הסינכרוני M2 עם V2D כמתח הכניסה ו- V1D כמתח היציאה.

במהלך זמן "מצב כבוי", שני מתגי ה- MOSFET‏, M2 ו- M3, יקבלו מתח כניסה מקסימלי (פלוס Ringing נוסף על צומת המתג) על פני המרזב (Drain) למקור (Source) שלהם. זה הופך להיות הפרמטר החשוב ביותר כאשר בוחרים את רכיבי ה- MOSFET למיתוג ביישומי מתח גבוה, מתח הפריצה (_DSS‏BV).

המתכנן חייב לשקול גם את פיזור ההספק של רכיבי ה- MOSFET. פיזור יתר פוגם בנצילות המערכת ועלול להתחמם יתר על המידה ולהזיק לרכיבי ה- MOSFET. פרמטרי המפתח בעת קביעת פיזור ההספק הם התנגדות מצב-מופעל (_((DS(ON‏R), מתח הכניסה, מתח היציאה, זרם היציאה המקסימלי וקיבוליות Miller‏ (_MILLER‏C).

ביטול סוללת (=מצבר) V‏ 12‏

משמעות הבשלות והאמינות של מערכות מבוססות מצברי עופרת-חומצה V‏ 12‏ היא שהן לא תיעלמנה בקרוב. אך יצרני הרכב כבר עובדים על מערכות לרכבים חדשים המפעילים הכל מ- V‏ 48‏ (באמצעות סוללות המספקות כל מתח בין V‏ 48‏ עד V‏ 800‏). מערכות כאלו משתמשות בממירים דו-כיווניים לא-מבודדים המסוגלים לטפל בכמה קילוואט של הספק ולספק כוח הן להתקנים חשמליים V‏ 12‏ קונבנציונליים והן ליחידות מתח גבוה יותר.

דוגמה לממיר כזה הוא ה- NBM2317S60E1560T0R מבית Vicor, ממיר לא-מבודד עם נצילות גבוהה הפועל מאפיק מתחי צד-גבוה של V‏ 38‏ עד V‏ 60‏ כדי לספק מתחי צד-נמוך מ- V‏ 9.5‏ עד V‏ 15‏. ההתקן מציע הספק יציאה רצוף מקסימלי של W‏ 800‏ עם יכולת הספק שיא של עד kW‏ 1‏. בפעולת Buck, זרם היציאה הוא A‏ 60‏ רצוף ו- A‏ 100‏ טרנזיינטי; בפעולת Boost, זרם היציאה הוא A‏ 15‏ רצוף ו- A‏ 25‏ טרנזיינט. צפיפות ההספק של ההתקן היא 274 וואט לסמ"ק (^3‏cm‏/watts). נצילות שיא מוגדרת כ- 97.9 אחוז.

מידות ההתקן הן ‎23 x 17 x 7.5 מילימטרים (מ"מ), ולכן הוא תופס פחות מקום לעומת פתרונות מיתוג איטיים יותר (תת-1-מגה-הרץ (MHz‏)). מספר הרכיבים החיצוניים הנדרשים הוא קטן מכיוון שהממיר אינו זקוק למסננים חיצוניים או לקבלים. אין גם דרישה עבור החלפה-חמה או הגבלת זרם-התנעה.

דרך אחת ליישם ארכיטקטורת V‏ 48‏/12‏ המוזנת מסוללת V‏ 48‏ יחידה היא טופולוגיה מרכזית. טופולוגיה זו מסתמכת על ממיר דו-כיווני עם קיבולת גדולה. למערכת כזו יש מספר חסרונות, כולל אתגרי הניהול התרמי, חוסר יתירות מובנה ועלות ומשקל של צמות חיווט מורחבות הנדרשות עבור יישומי מתח נמוך (V‏ 12‏)/זרם גבוה.

ההתקן מבית Vicor מתוכנן להתמודד עם בעיות אלו על ידי פישוט ארכיטקטורה מבוזרת עבור מערכות חשמל V‏ 48‏/12‏. היתירות מובנית הודות לשימוש במספר ממירים כך שניתן לקצר את צמות החיווט V‏ 12‏ ולכן הן גם קלות הרבה יותר במשקלן. בנוסף, אתגר הניהול התרמי מוקל משמעותית. לדוגמה, במערכת מרכזית, ממיר יחיד המספק kW‏ 3‏ ופועל עם נצילות של 95 אחוז יצטרך לפזר 150 וואט, בעיקר כחום. לשם השוואה, כל אחד מהממירים במערכת מבוזרת הכוללת ארבעה התקנים המייצרים 750 וואט עם נצילות של 95 אחוז יצטרך לפזר 37.5 וואט. בעוד שההפסדים הכוללים נותרים זהים, הטמפרטורה של כל ממיר מופחתת במידה ניכרת (איור 5).

איור 5: ממירי DC-ל-DC עם נצילות גבוהה כגון NBM2317S60E1560T0R מבית Vicor מאפשרים מערכת חשמל V‏ 48‏/12‏ המוזנת מסוללת V‏ 48‏ אחת. בטופולוגיה המבוזרת המוצגת כאן, אתגרי הניהול התרמי הם פשוטים יותר וחיווט V‏ 12‏ הוא קצר יותר ולכן גם קל יותר במשקלו. (מקור התמונה: Vicor)

חברת Vicor הקלה על חייהם של מתכננים המעוניינים להתנסות בתכנון מערכות V‏ 48‏/12‏ באמצעות השקת לוח ההערכה NBM2317D60E1560T0R עבור קו המעגלים-המשולבים (IC‏) NBM2317 שלהם. הלוח מגיע עם טופולוגיית Buck מוגדרת-מראש עם כניסה של V‏ 38‏ עד V‏ 60‏ ויציאה לא-מבודדת יחידה של V‏ 13.5‏.

סיכום

ככל שמערכות החשמל ברכבים מודרניים מתרבות, מערכת החשמל V‏ 12‏ המסורתית חורקת תחת המאמץ. הכנסת החלופה של מערכת V‏ 48‏ מציעה הספק גבוה יותר להפעלת מערכות כגון היגוי חשמלי וטעינה מהירה, תוך הקטנת המששקל והעלות של צמות החיווט.

עם זאת, אין זה מעשי לעבור למערכת V‏ 48‏יחידה בטווח הקצר בגלל הכמות הגדולה של מוצרי V‏ 12‏ מהדורות הקודמים המשמשים ברכבים. הפתרון הוא להפעיל מערכות V‏ 12‏ ו- V‏ 48‏ ביחד, כל אחת עם סוללה משלה.

ניהול ההספק והטעינה של מערכות מתח שונות אלו יכול להיות מורכב אם משתמשים בממירי DC-ל-DC נפרדים עבור כל אחת מהן. השקת ממירי DC-ל-DC דו-כיווניים - היכולים לפעול כגשר בין מערכות V‏ 12‏ ו- V‏ 48‏ - מפשטת את התכנון, מורידה את העלויות ומעודדת אימוץ של מכוניות במחיר נמוך יותר.

קריאה מומלצת:

1. בקרת אופן מתח ואופן זרם עבור יצירת אותות PWM במייצבים ממותגים DC-ל-DC
2. ההבדל בין מייצבים ממותגים עם אופן רצוף לביו אלו עם אופן לא-רצוף ומדוע זה חשוב
3. פשרות בתכנון כאשר בוחרים מייצב ממותג בתדר גבוה
4. הבנת היענות חוג הבקרה במייצב ממותג
5. השימוש במייצבים ממותגים עם EMI נמוך למיטוב תכני הספקת-כוח עם נצילות גבוהה