数字电源|1kW非隔离双向DC-DC参考方案发布：超高升压比，95.1%峰值效率

01 导语

电动自行车、电动摩托车、机器狗、电动轮椅、便携储能与314Ah大容量电池包正在快速放量，这些系统普遍采用9～15V低压电池平台，却需要向48V乃至更高高压母线进行放电升压与充电降压的双向能量流动。传统Boost拓扑升压比有限，隔离变压器或独立充电功率级又推高成本与体积。国民技术推出NS1KW48VB2B2参考方案，以单功率级双向、省去变压器的紧凑架构，实现超高升压比与95.1%峰值效率，为低压电池双向变换提供可复用、可量产的数字化答案。

02 市场需要什么样的双向DC-DC

低压电池系统的需求底座十分可观：截至2025年底全国电动自行车保有量突破4亿辆，2025年上半年国内电动两轮车内销量超3200万辆、全年出口超2670万辆；2025年全球四足机器人出货量约4.6万至8.2万台，沙利文预测2030年将增至171万台、收入达530亿元；2025年全球小型电池储能销售额约20.7亿美元，预计2032年增至约58.5亿美元，年复合增长率约16%。整机放量正同步拉动关节驱动、电池管理与功率变换需求。

但传统Boost拓扑的实用升压比范围有限，难以覆盖低压电池深度放电的宽范围场景；改用隔离变压器或增加独立充电功率级，又会显著推高成本与体积。行业需要的是一套“超高升压比、单功率级双向、省去变压器”的紧凑方案。这正是NS1KW48VB2B2的切入点。

03 方案核心规格：1kW、超高升压比、单功率级双向

NS1KW48VB2B2是一款基于数字控制的紧凑型高效双向DC-DC参考方案：9～15V低压输入、48V高压输出（测试兼容53.5V），双向转换功率最高1kW，峰值效率95.1%。方案采用12颗150V MOSFET（AGM15T13A）配合两只22μH/40.6A功率电感，构成两相非交错同步双向升压拓扑，由国民技术N32DP474系列MCU（ARM Cortex-M4F）实现精确数字控制与完备保护。

NS1KW48VB2B2 数字控制应用框图

拓扑上，方案通过切换两组MOS的主开关与同步续流角色，在同一功率级内完成正向升压与反向降压，省去隔离变压器，同时实现超高升压比与单功率级双向转换。硬件由主板与MCU核心板两块PCB通过80针连接器互联：主板承载主功率、辅助电源、隔离驱动与通信电路，集成电压、电流、温度采样与保护；MCU核心板搭载N32DP474主控、板载电源与通信收发电路，负责双向变换控制、状态监测与保护。

NS1KW48VB2B2方案正面图

04 实测数据：效率、宽范围输出、充放互转与工作波形

在实验室环境下，NS1KW48VB2B2的实测表现如下：

整机效率： 峰值效率达95.1%（@285W，Vin=12V，Vout=53.5V），全负载范围内效率保持平稳。

宽电池电压稳定输出： 低压端约9V（电池电量仅剩约10%）时，仍可稳定输出额定48V高压，显著提升系统可用性与续航可靠性。

满充满放稳定工作： 电池满充满放相互切换全过程均能稳定工作；充放互转无需重新接线，功率方向由控制环自动判别。

工作波形： 在1%~100%负载范围内，输出电压稳定、输入电流波形平滑。

整机效率曲线 （Discharge, Vin=12V nominal, Vout=53.5V，峰值95.1%@285W）

1%~100%的输出电压与输入电流的波形（Ch1：输出电压，Ch6：输入电流）

满充转满放（Ch1：输出电压，Ch6：输入电流；正=放电，负=充电）

满放转满充（Ch1：输出电压，Ch6：输入电流；正=放电，负=充电）

05 六大核心优势

▍超高升压比： 打破传统Boost瓶颈，低压放电依然稳定 . 相较于传统Boost电路 1/(1-D) 的升压逻辑，本方案创新引入(1+D)/(1-D) 的全新公式，将升压性能推向新高度。

传统 * Boost 与NS1KW48VB2B2**方案升压比对比*

▍单功率级双向： 同一功率级支持正向升压放电与反向降压充电，省去独立的充电功率级，降低BOM成本与体积。

▍高效率： 整机峰值效率高达95.1%。

▍无变压器高变比双向： 省去隔离型变压器，在实现超高升压比双向变换的同时有效控制成本与体积。

▍宽范围稳定与快速动态响应： 9V（约10%电量）仍稳定输出48V，满充满放稳定；数字控制支持参数在线配置、波形分析与保护策略管理。

▍便捷开发生态： 基于自研HunterWave OS生态，集成上位机可视化工具，实现参数在线配置、波形分析与保护策略一站式管理。

06 一颗N32DP474，掌控整个系统

把多个数字电源的“高指标”收敛到一颗芯片上，是N32DP474的独特价值，其数字电源特性直接转化为NS1KW48VB2B2的系统优势：

▍125ps超高分辨率PWM： 本拓扑占空比在整机工作范围内变化于约52.4%~68.4%，超高分辨率使占空比精细调整更精准，有效平滑输出波形、降低输出纹波；200ns死区时间的精确插入同样依赖SHRTIM的高分辨率计数能力。

▍充足PWM与ADC通道： 16通道（8组互补）PWM + 4路4.7MSPS 12位ADC（支持差分），本方案仅用4路互补PWM与8路差分采样即可单芯片控制全系统，无需外扩ADC或复杂多芯片方案。

▍ADC模拟看门狗省引脚： 硬件保护不占用MCU比较器引脚，经片内硬连线（ADC2_AWD1→EXEV4→TxRST）逐周期复位输出，实现逐周期限流与硬件级快速保护。

▍关键引脚全映射： 外部事件、任意比较器、UART、CAN-FD均支持任意IO全映射，软件重路由即可迁移方案，布线错误可软件恢复，避免板级返工。

▍高性能内核： ARM Cortex-M4F 240MHz、300DMIPS，内置Cordic与FMAC硬件加速，满足复杂拓扑实时控制算力需求。

07 适用场景与生态支持

NS1KW48VB2B2的宽输入范围、双向能力、可配置输出电压与单级高升压比特性，使其适用于：小型载具（电动自行车、电动摩托车、电动三轮车、机器狗、电动轮椅等，低压电池组正向升压为电机控制器供电，充电时反向降压为电池充电）；314型等大容量低压电池包与高压直流母线之间的双向能量转换；便携式储能与轻型电动工具（单一功率级兼顾升压放电与降压充电）；以及其他需要超高升压比、非隔离双向变换的低压电池场合。

固件层面，NS1KW48VB2B2基于国民技术自研HunterWave OS平台开发，采用非抢占式时间片轮询、硬件中断驱动，保证执行稳定性；首次支持对PID参数进行全域波形可视化整定，打破传统JTAG调试方式，强调“高效交付+用户主控权”。

08 结语

从行业趋势到具体方案，从一颗芯片到一整套生态，国民技术正把“高效率、高功率密度、智能控制”沉淀为可复用、可量产的参考方案。NS1KW48VB2B2以95.1%峰值效率与超高升压比，服务电动两轮车、机器人、便携储能、巨电芯电池包等低压电池场景；与此前推出的三款3kW级方案（NS3KW420VP2、NS3KW53V5L2、NS3KW53V5P2L3）共同构成从1kW到3kW、从AC/DC到DC/DC的完整功率谱系，形成面向高功率AC/DC与低压电池双向场景的互补布局。欢迎电源工程师与方案商获取完整参考方案资料，联系销售与当地代理商申请样片。