高效、节能与稳定一直是服务器所追求的极致,作为服务器大脑的cpu,随着其性能的逐代提升,其功耗也在逐步增加。mos管作为大脑血液的传输者,其高效、可靠地工作是保证服务器大脑稳定运行的基本条件。
为此,mps推出了一系列将hs/ls mosfet和驱动电路集成于一体的智能小怪兽——intelli-phasetm,能有效满足不同功率等级下的应用场合,如服务器、主板、显卡和功率模块中。
图1: 应用场合
下面就来瞧一瞧我们小怪兽的炫酷技能。
该小怪兽由mps独特工艺打造,将驱动电路与mosfet集成在一个硅片上。相较于传统的分立式结构,需引线将驱动信号送到mos门极,该单晶硅结构有效地降低了寄生参数与传输延时,优化了死区时间,减小开关损耗。同时还拥有极低的导通阻抗,极大地优化了转换效率,为客户提供了更加绿色环保的方案。
图2: competitors multi-chip-module drmos
图3: mps monolithic drmos
该小怪兽内置了精准的电流采样系统,能实时精准地将电感电流通过控制器报告给cpu,cpu可依据该报告进行自我调节,以使其工作在最佳点:即在不影响稳定性的前提下高负荷运行。该系统通过内置在die上的采样电路实现,受温度影响小,能够在每个开关周期内实时快速跟踪电感电流,并以电流形式通过cs pin送出,客户只需通过一个电阻将其转换成电压信号通过adc即可实现电流采样、监控,电流精度可达3%以内。而传统的dcr电流采样受电感差异化、温度的影响很大,电流精度差6%-8%(25°),已很难满足服务器市场cpu对电流精度日益严格的要求。
小怪兽的智能还体现在拥有多种保护机制:电流限流保护、上下管短路保护、过温保护,用以确保客户电路安全运行。限流保护能有效地将电流限制在一定范围,确保管子运行在其安全工作范围内;短路保护能有效地预防由焊接导致的上下管短路,从而保护主板不被烧毁。其pwm pin脚对每种保护都表现出不同的阻抗,如果搭配mps的数字控制芯片mp2955b和gui,能有效的向客户报告发生的保护类型,方便客户debug,节约时间成本。同时该保护类型能够存储于mp2955b里,掉电也不用担心会丢失。
目前mps的小怪兽有mp86933、mp86934、mp86905和mp86945a多种系列,为客户提供了多种不同应用场合下的选择。
表1: intelli-phase系列
我们以服务器上对core的供电为例,英特尔最新的vr13 purley 165w平台最大电流可达228a,我们可以选择搭配mps的multi-phase控制芯片mp2955b与intelli-phase系列的mp86945a来实现。每颗mp86945a自带温度采样,并通过vtemp pin脚向外输出一个与结温成比例的电压信号。对于多颗并联情况,可以将他们的vtemp pin接在一起送给控制芯片,这样控制芯片得到的始终是温度最高的相,并报告给cpu,cpu会采取相应措施如降功率等,来确保母板正常、稳定地工作。
图4: 多相并联应用
小怪兽主要属性:
高精度on-die时时电流采样
高功率密度
低导通阻抗
集成温度采样
限流、短路和过温保护
双向pwm以支持保护类型诊断
兼容tri-state pwm信号, 可工作于diode续流模式
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