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[导读]面对数据中心等应用对更高功率密度、更快瞬态响应和智能化管理的新需求,MPS公司推出了16V、20A带PMBus的全集成DC/DC数字电源模块MPM3695-25。

面对数据中心等应用对更高功率密度、更快瞬态响应和智能化管理的新需求,MPS公司推出了16V、20A带PMBus的全集成DC/DC数字电源模块MPM3695-25。

MPM3695-25可提供高达250A的峰值电流、200A的持续电流和低至0.5V 的输出电压。相比于分立负载点(POL)电源解决方案,MPM3695-25能提供更高的功率密度(高达60%),为多个器件提供核心电源。值得一提的是,MPM3695-25的封装尺寸仅为10x12x4mm,

非常适合空间受限的FPGA、ASIC和服务器应用。

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图:16V、20A带PMBus的全集成DC/DC数字电源模块MPM3695-25

MPM3695-25如何将小尺寸和大智慧集于一身?MPS电源模块产品线经理孙毅告诉21ic记者,MPS以其独特的系统设计优势和创新专有的BCD工艺技术,提供高集成的单晶元功率芯片。许多传统的模拟半导体技术因无法有效整合大功率电源器件,导致产品体积过大或功耗过高,进而引发散热问题。市场上多数解决方案采用多重芯片组合方式,而MPS的BCD工艺将BiCMOS信号晶体管及高效率DrMOS功率晶体管集成,实现了体积更小,效率更高,更精准的单晶元电源管理IC。

单晶元 DrMOS可将驱动、FET、PWM控制逻辑以及检测和保护电路集成在一个硅片中无缝运行。分布式栅极驱动将栅极驱动死区时间最大限度地降低至<2ns,从而确保电流均匀分布。最大限度地减少了开关损耗和寄生感应振铃。

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图:MPS 独有的单晶元技术

据了解,MPS成立 21 年以来,专注于高功率密度芯片的研究以及设计,不但成功地开发出在单个封装中真正集成整个电源系统的单片电源模块,同时还以突破性的专利技术不断推出创新产品。

MPM3695-25背后还有哪些黑科技呢?MPS是一家无晶圆厂半导体公司,但与其他使用标准工艺技术的无晶圆半导体公司不同,MPS与晶圆代工伙伴配合在晶圆代工厂使用MPS专利工艺技术。据孙毅介绍,MPM3695-25采用的Mesh Connect (芯片倒装工艺)使其可靠性更高、尺寸更小,散热性能更好、电感更小、响应快。

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图:Mesh Connect (芯片倒装工艺)

紧凑型功率模块本身就需要更高的效率和更强的散热能力。凭借独特的封装技术,MPM3695-25不仅缩小了封装尺寸,还大大优化了电流处理能力,直接且有效地将热量散至PCB 板上。良好的散热性能让MPM3695-25 更加易于设计,有效地节省了大功率器件的功率损耗。通过堆叠多个器件,输出电流可以高达250A,这远远超过了竞争对手的130A。MPM3695-25 还集成了单片降压转换器和电感,功率密度为 2.25kW/inch3;其输出电压为3.3V,输入电压为12V,峰值效率高达94%,远高于竞争的91%。

多项恒定导通时间(MCOT)控制模式是MPS的另一专利技术。MPM3695-25通过采用MCOT,在瞬态响应时,动态调节开关频率,在实现快速瞬态响应的同时,显著降低了对输出电容需求。MCOT控制模式还避免了传统电流-电压模式控制方案中复杂的补偿网络,从而简化了转换器的设计。

此外,MPM3695-25先进智能的功能特性使其能够兼容PMBus,为用户提供了全定制设计和可编程性方案,实现了时序、电流限值、跳频模式、连续导通模式(CCM)和关键参数监控的全程可编程功能。MPM3695-25不但简化了PCB 布局和功率级设计,还减少了产品开模时间,让大电流设计更简洁。

2017 MPS营收4.71亿美金,较2016年大涨21.2%,对比模拟芯片行业10.9%的平均涨幅,MPS的高增长从何而来呢?据孙毅介绍,不仅去年,从2014年至今,MPS的年复合增长率都高达18.6%。这得益于MPS把目标市场定义为长期可持续增长的汽车、工业、服务器和通信行业。以汽车应用为例,MPS业界领先的车载USB充电方案mEZS91202就受到了很多厂商的追捧。这是一款具有过流和过热保护以及线路降压补偿的USB充电器模块,具有7V至36V输入电压、350kHz工作频率,2.5A负载电流。它的效率高达95%,较同类方案空间尺寸减小40%,为空间受限的可扩展电源解决方案器件提供了设计灵活性。

除了在汽车领域的持续增长,随着AI时代的来临,MPS也在高性能计算领域加大投入。FPGA和ASIC的快速普及给电源模块设计带来了一定的挑战——应用需要更宽的无线网络带宽来驱动,而数据中心则需要更高的功率密度、更快的负载瞬态响应和更智能的功率管理功能。因此,理想的电源模块解决方案需变得更加紧凑、人性化可定制、易于使用,同时功率传输能力绝不可输于传统设计。除了面向这一市场的最新的MPM3695-25模块化产品,目前,MPS已与Xilinx和Intel积极展开合作,为处理器和IO提供通用和定制的高能效供电方案。高性能处理器的大规模部署为MPS的高功率密度解决方案带来了更大的市场空间。

为了更好的服务中小客户,MPS官网提供了在线购买功能。值得一提的是,针对可编程模块,MPS还提供了在线调试和仿真工具,通过对输出电压等超过35个参数进行在线设置和调校,设计者可以及时评估其方案的性能指标,并对满足方案需求的自定义模块直接下单购买开始原型设计,大大缩短了开发周期。

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图:利用MPS提供在线编程工具,设计者可根据设计需求设置参数

凭借实现高速功率转换专有的BCD工艺等业界领先技术,以及在多个行业的均衡发展和电子商务策略的成功,MPS 在2018年的营收将再创新高,达到5.62亿美金。

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