前幾天,王工盯著示波器上劇烈跳動的波形,眉頭緊鎖。他剛調(diào)試的 AI 加速卡跑出了驚人的測試成績,可一旦滿載運行,電源電壓就開始"跳舞",系統(tǒng)性能始終達不到想要的效果。
“芯片算力上去了,電源卻拖后腿!”
這絕非個例,在 AI 服務(wù)器、自動駕駛、工業(yè)自動化等領(lǐng)域,電源設(shè)計正面臨前所未有的挑戰(zhàn):
算力芯片功耗激增,GPU/FPGA 的核電壓跌破 1V,電流卻突破幾十 A;
PCB 空間被計算單元擠占,留給電源的"生存空間"越來越??;
傳統(tǒng)電源方案復(fù)雜,調(diào)試周期長,影響產(chǎn)品上市時間。
“要是有款電源能像瑞士軍刀一樣,小巧又全能就好了......”
MPM3695GPJ-20讓人眼前一亮
經(jīng)過一番搜索比對,硬件王工(公眾號:硬件筆記本)在MPS 論壇上發(fā)現(xiàn)了理想的解決方案——MPM3695GPJ-20電源模塊。
作為高性能電源管理領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,MPS 不僅提供了小型化、高能效的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,更配備了詳盡易懂的技術(shù)文檔:這份多達 50 多頁的規(guī)格書,從基礎(chǔ)參數(shù)到應(yīng)用案例都闡述得清晰明了,讓工程師能夠快速掌握產(chǎn)品特性。
圖 1:MPS 官網(wǎng) MPM3695-20 產(chǎn)品頁
01低壓大電流,專為算力芯片而生
GPU、FPGA 的核電壓往往低至0.8V,電流卻高達數(shù)十安培,這款模塊:
寬電壓輸入(4V 到16V),適應(yīng)多種供電環(huán)境;
輸出電壓范圍(0.5V 到5.5V),完美匹配 GPU/FPGA 的超低核電壓需求;
輸出電流更是達到了25.5A,輕松應(yīng)對 AI 芯片的瞬時高負載。
圖 2:MPM3695GPJ-20 規(guī)格書部分參數(shù)
02極致緊湊,解放 PCB 空間
5mm×6mm×4.4mm的超小封裝,比傳統(tǒng)方案節(jié)省70%空間;
無外接大電感設(shè)計,PCB 布局瞬間“松綁”。
圖 3:MPM3695GPJ-20 尺寸說明
03簡單到“離譜”的外圍電路
傳統(tǒng)電源芯片設(shè)計需要多個阻容加大電感,而MPM3695GPJ-20只需幾顆阻容,無外接大電感設(shè)計,BOM 清單短到一眼看完。連調(diào)試時間都省了,終于能把寶貴的空間留給算力芯片了!
一般電源芯片外圍元件不會少,如果工作電流為 25A,外置電感可以想象有多大。
圖 4:常規(guī) DC/DC 芯片原理圖推薦
圖 5:常規(guī) DC/DC 電源芯片加外圍電路推薦 layout 布局
圖 6:MPM3695GPJ-20 原理圖推薦
圖 7:MPM3695GPJ-20外圍 layout 推薦
04高效穩(wěn)定
集成完善的保護機制(過流、過壓、欠壓和過溫保護),可靠性拉滿。
圖 8:多種保護說明
在各種輸入電壓和負載下,均能保持極低的線性、負載調(diào)整率,并且能夠高效率地完成任務(wù),特別專一。
圖 9:不同輸出電流和效率曲線
MPS 本地化支持,供貨無憂
MPS作為一家深耕中國20 年以上的企業(yè),已實現(xiàn)本土化研發(fā)+生產(chǎn)+ 支持:
成都?:MPS 的中國總部位于成都高新西區(qū)出口加工區(qū),公司成立于 2004 年8月,主要從事模擬集成電路的設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造和生產(chǎn)技術(shù)支持?;
上海/杭州/深圳:MPS 的研發(fā)與銷售中心,可提供快速技術(shù)支持;
全國多地辦事處:北京、西安、廣州、南京、武漢、廈門、青島等多個城市均有辦事處,確??蛻舻男枨蟮谝粫r間獲得響應(yīng)。
DEMO板評估:細節(jié)到位,上手即用
為了驗證MPM3695GPJ-20的實際表現(xiàn),王工通過MPS 官網(wǎng)申請了評估板EVM3695-20-PJ-00A,并拿到了配套的10頁規(guī)格書。
圖 10:EVM3695-20-PJ-00A
“當我拿到MPM3695GPJ-20的評估板時,第一反應(yīng)是震撼——它比我想象的還要??!從規(guī)格書的尺寸描述來看,我知道它很緊湊,但真正拿在手里才發(fā)現(xiàn),這個‘模塊’幾乎就是一個芯片的大小,高度集成化設(shè)計讓人印象深刻?!?王工感嘆道。
圖 11:MPM3695GPJ-20
進一步放大仔細觀看,這個完整的電源模塊僅有 1 元硬幣的十分之一大小,它看起來像“芯片”而非傳統(tǒng)模塊。
MPM3695-20采用了 MPS 的先進封裝技術(shù),將 Buck 轉(zhuǎn)換器、MOSFET、電感和無源元件全部集成在一個超小封裝內(nèi)(5mm × 6mm),因此看起來更像一個 QFN 封裝的 IC,而非傳統(tǒng)的分立電源模塊。這種設(shè)計大幅減少了 PCB 占用面積,同時優(yōu)化了 EMI 和熱性能。
圖 12:MPM3695GPJ-20 僅有硬幣 1/10 大小
01輸入 / 輸出接口
輸入端子(VIN & GND):支持 4V~16V 寬輸入范圍,適用于多種應(yīng)用場景,如工業(yè)電源、車載電子等。
輸出端子(VOUT & GND):可提供高達 25A 的連續(xù)輸出電流,因此采用了大電流接線端子,確保測試時能接入足夠粗的導(dǎo)線,避免因接觸電阻或線損導(dǎo)致效率下降或發(fā)熱問題。
可直接連接電子負載,測試不同輸入 / 輸出條件下的效率、紋波和動態(tài)響應(yīng),快速驗證電源性能。
圖 13:輸入輸出接口
02電壓實時監(jiān)測
輸入監(jiān)測(VINGND_S & VINF):這兩個引腳用于實時監(jiān)測輸入電源狀態(tài),比如檢測輸入電壓是否穩(wěn)定,或在動態(tài)負載下是否存在跌落/過沖。
圖 14:輸入監(jiān)測接口
輸出監(jiān)測( VOUT_S & VOUTGND_S ):用于精準測量輸出電壓,方便調(diào)試時觀察調(diào)整后的效果,或配合內(nèi)部 ADC 進行數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)閉環(huán)控制。
圖 15:輸出監(jiān)測接口
03智能控制功能
通過 2 x 5 x 2.5mm 間距針座的數(shù)字通信 I2C 接口(SCL / SDA),實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)、狀態(tài)監(jiān)控和參數(shù)配置,讓 MCU 更加智能的控制電源。
圖 16:I2C 接口
04多模塊擴展應(yīng)用
它的單相操作簡單高效,若需要更高電流,可嘗試多相并聯(lián)則能提供更大的負載電流,適用于大功率 FPGA、ASIC 供電等場景。
圖 17:單相操作
圖 18:多相并聯(lián)
實測體驗MPM3695-20之后,王工歡呼:"太厲害了!這么小的模塊,性能卻如此強悍,我的AI加速卡電源問題終于有解了!"找到了如此合適的解決方案,他緊鎖的眉頭也終于舒展開了。
MPM3695GPJ-20憑借低壓大電流、超高集成度、穩(wěn)定高效的特性,成為算力芯片的“理想搭檔”。如果你也在為電源設(shè)計頭疼,不妨來MPS 論壇逛逛,海量技術(shù)資源等你挖掘!
“好電源,讓硬件飛起來?!?/p>
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原文標題:震驚!這顆 25A 電源模塊,體積比硬幣還小 90%!
文章出處:【微信號:MPS芯源系統(tǒng),微信公眾號:MPS芯源系統(tǒng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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