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(yùn)行保駕護(hù)航。

今天，我們?yōu)榇蠹医榻B電源界的“動(dòng)車(chē)組列車(chē)”——多相電源。

多相電源由一個(gè)多相電源控制器和多個(gè)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(dòng)車(chē)組列車(chē)，每一個(gè)功率半橋都是一個(gè)“動(dòng)力車(chē)廂”，而多相電源控制器則是火車(chē)的“控制系統(tǒng)”，控制著整個(gè)列車(chē)的方向和速度，同時(shí)也保障各個(gè)“動(dòng)力車(chē)廂”的協(xié)同運(yùn)行。

圖 1：多相電源示意圖

這樣的電源架構(gòu)，帶來(lái)的好處是什么呢？

首先，可以實(shí)現(xiàn)“小牛拉大車(chē)”。

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

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

無(wú)論對(duì)于電源芯片的生產(chǎn)難度還是電源方案的靈活性，都帶來(lái)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(shí)現(xiàn)了極大的“舒適性”，這個(gè)主要體現(xiàn)在電源的電能質(zhì)量方面。

我們經(jīng)?？梢钥吹竭@么一則宣傳，一枚硬幣可以穩(wěn)穩(wěn)地立在高速行駛的動(dòng)車(chē)組車(chē)廂內(nèi)。

相比于傳統(tǒng)火車(chē)，動(dòng)車(chē)組不僅分散了動(dòng)力需求，也分散了系統(tǒng)慣性對(duì)運(yùn)行帶來(lái)的擾動(dòng)，能夠在平穩(wěn)的前提下，提高加速和制動(dòng)的響應(yīng)。

多相電源也是如此，在相同的開(kāi)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(kāi)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(duì)于 AI 芯片，往往會(huì)有快速的負(fù)載變化需求，這會(huì)導(dǎo)致電源輸出側(cè)產(chǎn)生一個(gè)明顯的電壓波動(dòng)。為了讓 AI 芯片更加高效穩(wěn)定的運(yùn)行，需要盡量提高電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。通過(guò)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(dòng)態(tài)波動(dòng)。

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

另外，除了“舒適性”，“準(zhǔn)時(shí)”也是動(dòng)車(chē)組的一大特點(diǎn)，這主要依賴(lài)著高效的系統(tǒng)調(diào)度。

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

圖 4：多相電源對(duì)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(gè)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(shí)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(dú)立運(yùn)行，互不影響。

圖 5：多相電源的“多軌”輸出示意圖

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

當(dāng)然，好的方案離不開(kāi)合理的合計(jì)。我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)一款高性能的多相電源方案也是實(shí)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。