48 V机器人的兴起

48V已在许多应用中流行起来，部分因为该电压是通用的最高安全电压。与主电源供电的设备相比，这可使设计人员减少系统保护，并减小导体的尺寸(与12V供电产品相比)，从而减少重量、成本和功率损耗。直接由48V供电的电机通常也较小，在机器人应用中，这支持更小和更轻的接头，从而提高机器能效、灵巧性和可靠性，同时减轻重量和成本。这进而为机器人应用开辟更多潜在的机会，以提高所有行业中流程的自动化。

48V在当今许多应用中非常流行，包括汽车。在许多车载设备中，48V受欢迎程度迅速超过12V，在云计算中，48V配电用于服务器背板、散热风扇和其他电信相关应用。 这种普遍性意味着48V电源的设备和子系统是普遍可用的，这为设计人员增加了选择范围，并以规模经济降低成本。

机器人是相当复杂的系统，根据应用和功能的不同，机器人将含许多功能元素，包括联接、图像感知、位置感测和电机控制。 还有许多不同的电源子系统，包括AC-DC转换、电池管理、DC-DC转换、多相转换器、负载点(PoL)转换、线性调节和电机驱动器。这每一个领域都需要高能效的方案，以使机器人能够按照设计人员的预期进行工作。

如果我们看汽车或云计算系统的类似功能框图，我们会发现与机器人框图有很多相似之处。这为从其他应用到机器人的交叉电源方案带来机会。例如，eFuse广泛用于云计算，以支持存储介质的热交换和冷却设备，如风扇。然而，在机器人应用中，同样的eFuse可以用来引入模块化，从而即使在操作过程中，机器人自身也能够根据手头的任务交换功能块(如工具块)。

为48V机器人应用提供电源方案

许多现代机器人应用都使用48V总线在系统周围传输电源。其损耗是典型的12V总线的1/16，或者允许使用更细更轻的电缆。在固定机器人安装中，48V将由市电电源产生，将包含功率因数校正(PFC)前端。无人机、护理助手等移动机器人将配备车载电池，定期从电源适配器充电。

很少有半导体能够直接从48V开始工作，通常需要降至5V亚伏级水平。非隔离式PoL转换器在此发挥重要作用，将较高的电压转换为IC所需的电平。在某些情况下，使用中间总线转换器(IBC)来创建中间总线电压(通常为12V)，该转换器与PoL转换器松散调节，将12V转换为IC供电电压。单级转换越趋成为首选，现在可以使用许多PoL转换器直接将48V电源轨转换为IC电源电压。

如所有电源方案一样，机器人应用的电源架构需要高效、可靠，并提供高功率密度，以使机器人足够小巧、灵巧，从而很好地执行其功能。实现此目标的关键是选择合适的半导体以在机器人内形成各种电源功能。

机器人电源应用的半导体方案

安森美半导体是拥有应用专知并投资以提供各种器件和电源产品的公司典范，使设计人员能够为机器人应用设计高性能电源方案。

几乎所有电源方案中最常用的器件之一是MOSFET。安森美半导体的广泛产品范围包括具有多种版本的“超级结”MOSFET，可用于不同的开关类型和应用。FAST器件在硬开关拓扑结构中提供高能效，而易驱动器件既适用于硬开关应用，又适用于软开关应用，可确保低电磁干扰(EMI)和降低电压尖峰。