随着复杂的汽车动力传动管理系统、辅助电子加热等舒适系统，ABS（防抱死刹车系统）、ESP（车身电子稳定系统）等安全系统，以及诸多其它系统的日益增加，车辆的电气负载也在不断增加，逐渐成为汽车的耗能大户。与此同时也推动了交流发电机功率水平的稳步提升。

在19世纪80年代初，豪华车辆的交流发电机也仅输出约0.7kW的功率。然而，目前车辆所需的功率输出已经达到3.5kW，几乎为原来的7倍。随之出现的问题是，如果14V交流发电机输出这么大功率，则意味着发电机输出电流将高达250A。在此电压/电流比下，发电机的效率也仅为70%。这就要求发动机对发电机的输入功率达到5kW。另外大电流的缺点在于它要求导体的截面积必须很大，这导致车辆重量和整体成本的显著增加。在这样的情况下，48V技术应运而生并带来诸多优势，因为它使众多仅通过12V系统无法解决的节能措施得以实现。

48V系统并不是完全替代现有的12V架构。相反，这种方法不仅能对12V系统进行拓展，以处理更高功率的负载，同时还能通过升降式转换器装置将48V系统耦合到这些系统中间。如图1解释了这种架构的原理，常规的铅酸或铅酸胶体蓄电池用于12V等级，而锂离子电池则用于48V等级。双层电容器还可并联在此处，以在恢复过程中改善电能的存储状况。

通过升降式转换器实现高效耦合

图2：降压式转换器电路图

在集成的12/48V系统中，最重要的元件是升降式转换器，该转换器允许能量在两种不同的电压等级之间双向流动，并且能提供2～5kW的功率输出。图2显示了这种转换器的电路原理图。在正常模式下，该转换器作为降压转换器，将48V系统产生的功率输出到12V系统中。在此工作模式下，T2一直处于阻断状态，而T1则作为开关工作。如果需要输出48V等级电压，则必须采用升压模式。在这种情况下，T1一直处于接通状态，而T2则工作在脉冲模式下。为最大限度降低纹波电流和电压，实际运用中需要将6个或8个模块进行并联。在升降式转换器中除开关晶体管外，功率电感器和储能电容器也是其不可或缺的核心元件。

通流能力最高可达75A功率电感器

图3：紧凑型爱普科斯(EPCOS)功率电感器的通流能力最高可达75A

在升降式转换器中除开关晶体管外，功率电感器和储能电容器也是其不可或缺的核心元件。目前，TDK集团研发出了两种新的爱普科斯(EPCOS)功率电感器系列，作为转换器储能和平滑扼流圈。例如，表面贴装(SMD)型ERU27系列电感器具有高通流能力，且封装紧凑，面积仅为30mm×27.8mm（图3左侧）。其插入高度为15.5mm或20.3mm，具体高度取决于电感值。这种紧凑型设计采用了具有高填充系数的扁平绕组予以实现。电感器具有六种不同型号，电感范围涵盖3.5µH到与15µH的范围，饱和电流介入19A与49A之间。为了提高元件在PCB上的机械稳定性，除两个绕组焊盘外，该产品还增加了第三个焊盘。

除了此SMD产品外，带PTH端子的爱普科斯(EPCOS)ERU33系列产品（图3右侧）可供选择适用其额定电感值为3.2µH~10µH，具体视不同型号而定。如为确保饱和电流为79A，电感器的电阻仅有0.85mΩ。该系列的功率扼流圈尺寸为33mm×33mm×15mm，适用工作温度范围为-40°C至+150°C，并且符合RoHS标准，通过AEC-Q200可靠性测试。除标准的ERU27和ERU33型号外，TDK集团还可根据客户的特定需求进行定制。

具有高纹波电流输出能力的极限耐振电容器

除电感器外，降压式转换器的核心元件还包括用于储能和平滑处理的坚固型铝电解电容器。爱普科斯(EPCOS)的B41689和B41789系列（图4）专为满足汽车电子产品的严格要求而设计，其具备最高达60倍重力加速度的超强抗振动性能。此外，星形焊接和两端带阴极板触点的电容器型号还能优化电容器的安装，使电容器的等效串联电感(ESL)维持在较低的数值。

图4：应用于汽车电子的爱普科斯(EPCOS)铝电解电容器

由于内置多个触点，这些电容器的等效串联电阻(ESR)也相当之低，从而具有更高的纹波电流能力和更低的损耗。当环境温度为125°C时，这些电容器的连续纹波电流能力可达29.5A，具体视电容器型号而定。其中，汽车系列额定电压为25V、40V（或12V）和63V（或48V）的应用而设计。在这些电压等级下，它们能工作在具有两种不同电压等级的新型车载电源系统中。在这电容器的电容量可从360µF至4500µF。