本期內(nèi)容

隨著 Chat GPT，DeepSeek 的火爆全球，AI 應(yīng)用再次受到大家的廣泛關(guān)注，其背后是強(qiáng)大的算力支撐。而多相電源則承擔(dān)著核心的能量傳遞，為 AI 芯片的高速運行保駕護(hù)航。

今天，我們?yōu)榇蠹医榻B電源界的“動車組列車”——多相電源。

多相電源由一個多相電源控制器和多個功率半橋構(gòu)成，為輸出端芯片提供高質(zhì)量的電能。

它就像是我們今天經(jīng)常乘坐的動車組列車，每一個功率半橋都是一個“動力車廂”，而多相電源控制器則是火車的“控制系統(tǒng)”，控制著整個列車的方向和速度，同時也保障各個“動力車廂”的協(xié)同運行。

圖 1：多相電源示意圖

這樣的電源架構(gòu)，帶來的好處是什么呢？

首先，可以實現(xiàn)“小牛拉大車”。

多相電源將整個能量需求分?jǐn)偟矫恳粋€功率單元上，通過靈活的功率半橋相數(shù)擴(kuò)展，可以降低系統(tǒng)對每個功率半橋的電流要求。

這對于電源來說，不僅減小了單組功率半橋以及電感的電流應(yīng)力，同時，還可以適配不同的功率需求。

無論對于電源芯片的生產(chǎn)難度還是電源方案的靈活性，都帶來了很大的幫助。

圖 2：DrMOS 相數(shù)擴(kuò)展（例如：3 相擴(kuò)展到 5 相）

其次，實現(xiàn)了極大的“舒適性”，這個主要體現(xiàn)在電源的電能質(zhì)量方面。

我們經(jīng)常可以看到這么一則宣傳，一枚硬幣可以穩(wěn)穩(wěn)地立在高速行駛的動車組車廂內(nèi)。

相比于傳統(tǒng)火車，動車組不僅分散了動力需求，也分散了系統(tǒng)慣性對運行帶來的擾動，能夠在平穩(wěn)的前提下，提高加速和制動的響應(yīng)。

多相電源也是如此，在相同的開關(guān)頻率下，多相電源的靜態(tài)電壓紋波要遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)開關(guān)電源，并且隨著功率半橋相數(shù)的增加，效果也越明顯。

圖 3：多相電源的靜態(tài)電壓紋波圖

對于 AI 芯片，往往會有快速的負(fù)載變化需求，這會導(dǎo)致電源輸出側(cè)產(chǎn)生一個明顯的電壓波動。為了讓 AI 芯片更加高效穩(wěn)定的運行，需要盡量提高電源的動態(tài)響應(yīng)能力。通過增加多相電源功率半橋數(shù)量，可以大大減小輸出電壓的動態(tài)波動。

以 MPS 推出的 MP288x 系列控制器為例，目前最大可以同時支持 20 組功率半橋模塊。通過錯相控制，電源表現(xiàn)出極佳的紋波特性（<10mV）和動態(tài)響應(yīng)（<100mV）。

另外，除了“舒適性”，“準(zhǔn)時”也是動車組的一大特點，這主要依賴著高效的系統(tǒng)調(diào)度。

多相電源憑借著控制器的加持，對于調(diào)壓指令的響應(yīng)也是非常的準(zhǔn)確，無論在什么條件下，都可以在規(guī)定的時間內(nèi)，完成對輸出電壓的調(diào)整。

圖 4：多相電源對輸出電壓的調(diào)整

當(dāng)然，大家的出行并不只有單一的目的地， “需求的多樣性”也體現(xiàn)在多相電源方案中。

由于 AI 芯片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部一般由多個不同的功能區(qū)域構(gòu)成，不同區(qū)域?qū)﹄娫吹囊蟛⒉幌嗤?/p>

因此，多相電源也需要實現(xiàn)“多軌”輸出，將不同的電源需求，分為不同的電源軌，相互之間可以獨立運行，互不影響。

圖 5：多相電源的“多軌”輸出示意圖

由此可見，多相電源作為電源界的“動車組列車”，憑借其卓越的性能，靈活的設(shè)計，將在未來 AI 道路上飛速馳騁。

當(dāng)然，好的方案離不開合理的合計。我們?nèi)绾卧O(shè)計一款高性能的多相電源方案也是實際應(yīng)用中至關(guān)重要的一環(huán)。

歡迎大家關(guān)注 MPS 電源小課堂，我們將在下一期，為大家講解——多相電源方案選型的方法和技巧。