MPS MP288x系列控制器在多相电源中的应用

本期内容

随着 Chat GPT，DeepSeek 的火爆全球，AI 应用再次受到大家的广泛关注，其背后是强大的算力支撑。而多相电源则承担着核心的能量传递，为 AI 芯片的高速运行保驾护航。

今天，我们为大家介绍电源界的“动车组列车”——多相电源。

多相电源由一个多相电源控制器和多个功率半桥构成，为输出端芯片提供高质量的电能。

它就像是我们今天经常乘坐的动车组列车，每一个功率半桥都是一个“动力车厢”，而多相电源控制器则是火车的“控制系统”，控制着整个列车的方向和速度，同时也保障各个“动力车厢”的协同运行。

图 1：多相电源示意图

这样的电源架构，带来的好处是什么呢？

首先，可以实现“小牛拉大车”。

多相电源将整个能量需求分摊到每一个功率单元上，通过灵活的功率半桥相数扩展，可以降低系统对每个功率半桥的电流要求。

这对于电源来说，不仅减小了单组功率半桥以及电感的电流应力，同时，还可以适配不同的功率需求。

无论对于电源芯片的生产难度还是电源方案的灵活性，都带来了很大的帮助。

图 2：DrMOS 相数扩展（例如：3 相扩展到 5 相）

其次，实现了极大的“舒适性”，这个主要体现在电源的电能质量方面。

我们经常可以看到这么一则宣传，一枚硬币可以稳稳地立在高速行驶的动车组车厢内。

相比于传统火车，动车组不仅分散了动力需求，也分散了系统惯性对运行带来的扰动，能够在平稳的前提下，提高加速和制动的响应。

多相电源也是如此，在相同的开关频率下，多相电源的静态电压纹波要远小于传统开关电源，并且随着功率半桥相数的增加，效果也越明显。

图 3：多相电源的静态电压纹波图

对于 AI 芯片，往往会有快速的负载变化需求，这会导致电源输出侧产生一个明显的电压波动。为了让 AI 芯片更加高效稳定的运行，需要尽量提高电源的动态响应能力。通过增加多相电源功率半桥数量，可以大大减小输出电压的动态波动。

以 MPS 推出的 MP288x 系列控制器为例，目前最大可以同时支持 20 组功率半桥模块。通过错相控制，电源表现出极佳的纹波特性（<10mV）和动态响应（<100mV）。

另外，除了“舒适性”，“准时”也是动车组的一大特点，这主要依赖着高效的系统调度。

多相电源凭借着控制器的加持，对于调压指令的响应也是非常的准确，无论在什么条件下，都可以在规定的时间内，完成对输出电压的调整。

图 4：多相电源对输出电压的调整

当然，大家的出行并不只有单一的目的地， “需求的多样性”也体现在多相电源方案中。

由于 AI 芯片结构复杂，内部一般由多个不同的功能区域构成，不同区域对电源的要求并不相同。

因此，多相电源也需要实现“多轨”输出，将不同的电源需求，分为不同的电源轨，相互之间可以独立运行，互不影响。

图 5：多相电源的“多轨”输出示意图

由此可见，多相电源作为电源界的“动车组列车”，凭借其卓越的性能，灵活的设计，将在未来 AI 道路上飞速驰骋。

当然，好的方案离不开合理的合计。我们如何设计一款高性能的多相电源方案也是实际应用中至关重要的一环。

欢迎大家关注 MPS 电源小课堂，我们将在下一期，为大家讲解——多相电源方案选型的方法和技巧。