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不敢相信!25A电流的芯片,竟然只有1/10硬币大?

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发表于 前天 08:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
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点击上方名片关注了解更多2 n2 E: h; v3 s! H) n: u
, M) s- U+ Y, Z3 |

4 [4 J' D* x7 G1 q7 U- ~
大家好,我是王工。前几天,公司的硬件同事老张,盯着示波器上剧烈跳动的波形,眉头紧锁。他刚调试的AI加速卡跑出了惊人的测试成绩,可一旦满载运行,电源电压就开始"跳舞",系统性能始终达不到想要的效果。
' q$ u4 H1 c2 c- H4 ^"芯片算力上去了,电源却拖后腿!"老张重重地叹了口气。# d% B  B, K% J' ^, \
这绝非个例,在AI服务器、自动驾驶、工业自动化等领域,电源设计正面临前所未有的挑战:# ?/ ?" d% K% |: o3 H# \
  • 算力芯片功耗激增,GPU/FPGA的核电压跌破1V,电流却突破几十A;
  • PCB空间被计算单元挤占,留给电源的"生存空间"越来越小;7 ^0 m0 y, f& d% F3 Y0 P9 b) `
  • 传统电源方案复杂,调试周期长,影响产品上市时间。* y8 P4 F( |7 o% }$ g
    “要是有款电源能像瑞士军刀一样,小巧又全能 ... ... "老张喃喃自语。% `) ~: x7 [, F2 p2 q! S. B

    % S$ v1 g5 k0 K! Q4 ^+ _% b01
    5 z7 N5 }! V" J/ Q. @MPM3695GPJ-20——让人眼前一亮经过一番搜索比对,我们在MPS论坛上发现了理想的解决方案——MPM3695GPJ-20电源模块。作为高性能电源管理领域的领导者,MPS不仅提供了小型化、高能效的优质产品,更配备了详尽易懂的技术文档:这份多达50多页的规格书,从基础参数到应用案例都阐述得清晰明了,让工程师能够快速掌握产品特性。
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    0 V  n7 L5 F  S" u/ a图1:MPS官网
    8 ?8 y( c" y" T7 y% O1、低压大电流,专为算力芯片而生
    & u0 r& g* V2 P& \9 @GPU、FPGA的核电压往往低至0.8V,电流却高达数十安培,这款模块:
    , v) s! X# w( Z( j% O& n+ F5 h
  • 宽电压输入(4V到16V),适应多种供电环境;
  • 输出电压范围(0.5V到5.5V),完美匹配GPU/FPGA的超低核电压需求;
  • 输出电流更是达到了25.5A,轻松应对AI芯片的瞬时高负载。% v( z! h1 L6 T) x7 ~

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    ; s# N( {, e, M图2:MPM3695GPJ-20规格书部分参数5 u, u; f. U- F8 l: d
    2、极致紧凑,解放PCB空间
    ! `# ^$ F- q! `5 o/ U; f
  • 5mm×6mm×4.4mm 的超小封装,比传统方案节省70%空间;
    / P1 o* S' p+ ~! }- ~
  • 无外接大电感设计,PCB布局瞬间“松绑”。
    ! N: X$ o! L8 h  m

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    4 e6 @4 Y/ N0 R6 R+ B图3:MPM3695GPJ-20尺寸说明' g1 A! B7 ]2 \
    3、简单到“离谱”的外围电路# k6 U5 o- \3 M7 @
    传统电源芯片设计需要多个阻容加大电感,而MPM3695GPJ-20只需几颗阻容无外接大电感设计,BOM清单短到一眼看完。连调试时间都省了,咱们终于能把宝贵的空间留给算力芯片。
    6 R. ]) _0 w, Z! k9 W) Q$ S一般电源芯片外围元件不会少,如果工作电流为25A,外置电感可以想象有多大。. k) L' r' F3 }) d: Q& i3 |

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    # M' v; P  B6 g8 V
    图4:常规DC/DC芯片原理图推荐
    % `; Q9 F( S. ~2 a' j; F  U/ Q5 }5 c; n% e+ g

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    2 C  j+ ~( n+ b% K1 b
    图5:常规DC/DC电源芯片加外围电路推荐lyout布局# F- @' y6 f4 w5 I1 w) ]- Q6 t
    9 ?* F% p6 ~- r  f# }4 b' [9 n- `5 l

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    图6:MPM3695GPJ-20原理图推荐' A0 \0 N' X- i. [  X8 q

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    $ a. n  K& m8 k0 n1 K$ h' L: C图7:MPM3695GPJ-20外围layout推荐$ `6 X9 {! w1 Z2 T4 D
    4、高效稳定
  • 集成完善的保护机制(过流、过压、欠压和过温保护),可靠性拉满。
    # P# }4 \! Y$ F" u% x! T  D9 ~  B
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    图8:各种保护说明. c0 e7 E0 `9 ~% z* n2 a
  • 在各种输入电压和负载下,均能保持极低的线性、负载调整率,并且能够高效率地完成任务,特别专一。% g# t: T5 @: d6 u# S" x8 N

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    1 p* Y$ K  M  P0 N( n! J. b图9:不同输出电流和效率曲线, t* ]* e4 }0 D) C3 _" o8 T; N
    02
    ) ]8 o; P+ ^4 t$ ~" OMPS本地化支持,供货无忧高端电源芯片还是得看MPS(芯源系统),作为一家深耕中国20年以上的企业,早已实现本土化研发+生产+支持
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    / G, [* k( k1 x$ c+ t% m: I- N
    ?成都?:这是MPS在咱们中国总部,位于成都高新西区出口加工区。公司成立于2004年8月,主要从事模拟集成电路的设计研发、生产制造和生产技术支持?;
    . [$ f  |! T& N2 A1 g5 n5 G上海/杭州/深圳:研发与销售中心,提供快速技术支持;
    4 ?5 T( p' Y* O$ v% o6 C$ ^?全国多地办事处:北京、西安、广州、南京、武汉、厦门、青岛等地主要城市,确保客户需求第一时间响应。[/ol]
    # k+ t3 X% e+ [1 w# F
    % \* P  @* [7 P8 [1 }03
    5 C; V1 a/ G9 n5 O8 kDEMO板评估—细节到位,上手即用为了验证MPM3695GPJ-20的实际表现,我通过MPS官网申请了评估板 EVM3695-20-PJ-00A,也找到了他们的工作人员,并拿到了配套的10页规格书。3 L/ r2 O7 B" d9 w# B1 x% {  f

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    ! [4 k+ n8 W, y/ x# o3 t图10:评估板 EVM3695-20-PJ-00A图片
    # V& Z; V5 {9 s0 `% ]2 f' Z6 j当我拿到 MPM3695GPJ-20的评估板时,第一反应是震撼——它比我想象的还要小!从规格书的尺寸描述来看,我知道它很紧凑,但真正拿在手里才发现,这个“模块”几乎就是一个芯片的大小,高度集成化设计让人印象深刻。( |- h' O& B! W1 x( _. M) F

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    3 }  J) ~9 L: Z' v) i# Z
    图11: MPM3695GPJ-20 只有硬币1/10大小
    & n; ?# p1 |; I! z  |/ y
    进一步放大仔细观看,这个完整的电源模块仅有1元硬币十分之一大小,它看起来像“芯片”而非传统模块。MPM3695-20采用了 MPS 的先进封装技术,将 Buck 转换器、MOSFET、电感和无源元件全部集成在一个超小封装内(5mm×6mm),因此看起来更像一个QFN封装的IC,而非传统的分立电源模块。这种设计大幅减少了PCB占用面积,同时优化了EMI和热性能。
    2 S3 i: e3 ?" Y/ ]  [5 }' `, d2 P
    . l9 b" w5 m7 G  Z

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    ( y: p" Y6 N0 s6 m$ g

    : p& k% x3 @1 R2 v1 q- _图12: MPM3695GPJ-20 只有硬币1/10大小* J7 G4 P& {* K1 v$ u
    / Q8 x; E0 S3 C1 u
    输入/输出接口
  • 输入端子(VIN & GND):支持 4V~16V 宽输入范围,适用于多种应用场景,如工业电源、车载电子等。
  • 输出端子(VOUT & GND):可提供高达25A的连续输出电流,因此采用了大电流接线端子,确保测试时能接入足够粗的导线,避免因接触电阻或线损导致效率下降或发热问题。
    3 v( F6 Q: Y% n, E; }6 F: T
    可直接连接电子负载,测试不同输入/输出条件下的效率、纹波和动态响应,快速验证电源性能。
    3 {: w$ }4 Q1 ]' e! k* ?
    : G6 ?4 F' \# o5 B) U+ k

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    - A$ t* P5 \6 i# P4 y
    图13: 输入输出接口- M/ x, Q/ A  U: J' H# ^
    电压实时监测
  • 输入监测(VINGND_S & VINF)6 m$ U9 A* a0 ~" N+ {: j
    这两个引脚用于实时监测输入电源状态,比如检测输入电压是否稳定,或在动态负载下是否存在跌落/过冲。
    ( ~" v' i0 P1 Y5 Q

    : E1 g6 c% g6 y

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    . J7 t) R/ U& V# i2 V' z  b7 w/ I图14: 输入监测接口
    0 H! I$ O7 ?/ ]( s( X
  • 输出监测(VOUT_S & VOUTGND_S)
    , J; E* B- j1 ^8 X用于精准测量输出电压,方便调试时观察调整后的效果,或配合内部ADC进行数据采集,实现闭环控制。
    , W$ Q2 I; x+ i; U, X% o& q

    , @" e. C0 G. E, }! N' c

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    ) \$ v; I" r% P6 b& E图15: 输出监测接口
    ; \) J9 D$ T* r
    智能控制功能通过2x5x2.5mm间距针座的数字通信I2C接口(SCL/SDA),实现电压调节、状态监控和参数配置,让MCU更加智能的控制电源。
    ) c7 n5 w! s9 T0 s5 c; n

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    * B+ l8 P0 a- o+ j3 v
    图16: I2C接口
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    多模块扩展应用
    + g9 n3 ^/ V) W1 k1 N& v6 Q它的单相操作简单高效,若需要更高电流,可尝试多相并联则能提供更大的负载电流,适用于大功率FPGA、ASIC供电等场景。+ }! |$ S4 A8 M7 C

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    : m4 U: }6 ^; R' N' ?/ }% t7 Y
    图17:单项操作$ a; V: X6 y8 v: `: L9 G4 n  {9 {

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    - B* x& S% a$ i0 W/ I
    5 ~( T) d1 R: d
    0 ~: k. c6 O5 a* d( b
    图18:多项并联"太厉害了!"老张兴奋地说,"这么小的模块,性能却如此强悍,我的AI加速卡电源问题终于有解了!"% w. F% N: S9 F! G
    结语:MPM3695GPJ-20凭借低压大电流、超高集成度、稳定高效的特性,成为算力芯片的“理想搭档”。如果你也在为电源设计头疼,不妨去MPS论坛逛逛,海量技术资源等你挖掘!“好电源,让硬件飞起来。”
    " N( W+ ]$ E; m点击阅读原文,进入MPS论坛围观电源模块活动,领取多重好礼!
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