【導(dǎo)讀】揭開面紗，一探究竟：ADI公司如何引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，打造既能滿足AI需求，又在效率、功率密度與可靠性方面突破傳統(tǒng)邊界的電源解決方案。
多相革命：化混亂為精準(zhǔn)控制
面對(duì)極高的電流浪涌、驟降的電壓和飆升的溫度，傳統(tǒng)的單一大型穩(wěn)壓器方案已無力應(yīng)對(duì)。于是，多相架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生：多個(gè)并聯(lián)功率級(jí)緊密配合、步調(diào)一致地工作，既能分擔(dān)負(fù)載，又能對(duì)快速變化做出響應(yīng)。
主要優(yōu)勢(shì)如下：
閃電般瞬態(tài)響應(yīng)：多相設(shè)計(jì)可在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)迅速響應(yīng)，應(yīng)對(duì)突發(fā)電流需求，同時(shí)有效抑制可能造成嚴(yán)重后果的電壓驟降或驟升。
更高效率：通過在各相間分?jǐn)傌?fù)載，系統(tǒng)總損耗顯著降低，在實(shí)現(xiàn)更高供電能力的同時(shí)，避免產(chǎn)生大量熱量。
可擴(kuò)展性：希望為下一代AI ASIC供電？只需隨著電流提升相應(yīng)擴(kuò)大規(guī)模，無需重新設(shè)計(jì)整個(gè)電源系統(tǒng)。
ADI解決方案進(jìn)一步融合了高集成度IC、先進(jìn)控制算法及顛覆性的耦合電感技術(shù)，將性能推向新高。
走近核心器件
ADI多相技術(shù)的核心在于兩款關(guān)鍵器件。MAX16602是一款靈活的高性能多相控制器，可同時(shí)控制多達(dá)16相，采用先進(jìn)的調(diào)制方案，使相控功率的上升和下降近乎瞬時(shí)完成。各相活動(dòng)精準(zhǔn)同步，動(dòng)態(tài)響應(yīng)AI應(yīng)用不斷變化的功率需求。MAX20790是一款單芯片智能功率級(jí)，將FET、驅(qū)動(dòng)器和高精度電流檢測(cè)集成于超緊湊封裝中，消除了分立設(shè)計(jì)中常見的寄生延遲和熱量損耗問題。它內(nèi)置故障保護(hù)功能，且能與控制器直接通信，因此不僅更智能，而且更安全。
圖1：采用高集成度電源芯片組的8相VR設(shè)計(jì)有助于實(shí)現(xiàn)高密度設(shè)計(jì)，同時(shí)減少外部連接
動(dòng)態(tài)負(fù)載線性控制：應(yīng)對(duì)電壓波動(dòng)的秘密武器
如何在避免使用大量昂貴輸出電容陣列的情況下處理巨大的電流波動(dòng)，是AI PoL設(shè)計(jì)領(lǐng)域的圣杯。秘訣就是動(dòng)態(tài)負(fù)載線性控制。
借助ADI控制器，輸出電壓會(huì)根據(jù)負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)，使xPU始終處于安全電壓窗口內(nèi)：輕載時(shí)電壓較高，而電流激增時(shí)電壓只會(huì)根據(jù)需要適度降低。由此帶來的優(yōu)勢(shì)包括：
電壓偏差極小：從40 A到360 A的階躍變化幾乎不會(huì)引起電壓波動(dòng)。
防故障運(yùn)行：通過精準(zhǔn)的電壓定位，xPU供電軌絕不會(huì)超出允許的最小值與最大值，徹底杜絕過壓或欠壓風(fēng)險(xiǎn)。
緊湊設(shè)計(jì)：對(duì)bulk電容的需求減少，使得電路板尺寸更小、布局更密集、散熱更高效。
圖2：16相VR在40 A至360 A階躍負(fù)載和800 A/μs擺率下的瞬態(tài)曲線
十年創(chuàng)新之路：耦合電感技術(shù)
ADI耦合電感(CL)絕非簡單的性能優(yōu)化，而是在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)負(fù)載管理方面的一次突破。在穩(wěn)態(tài)下，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)時(shí)，CL表現(xiàn)為一個(gè)大電感，高效進(jìn)行能量傳輸。而在瞬態(tài)期間，CL電感較低，當(dāng)發(fā)生功率突變時(shí)，其響應(yīng)速度比傳統(tǒng)電感更快。與分立磁元件相比，這項(xiàng)技術(shù)帶來50%的效率提升，而且可讓物理尺寸近乎減半。它還能更好地消除電流紋波，從而支持實(shí)現(xiàn)更緊湊、更可靠的AI設(shè)計(jì)。
圖3：ADI多相VR設(shè)計(jì)常用的耦合電感系列
散熱無憂：頂部散熱封裝
在高密度封裝中處理大電流時(shí)，熱控制變得至關(guān)重要。MAX16602和MAX20790均采用裸露的頂部散熱焊盤和先進(jìn)的封裝技術(shù)，熱量能夠直接從芯片傳遞到空氣中。由此帶來的成果包括：工作溫度更低，設(shè)計(jì)布局更緊湊，硬件使用壽命更長。
性能實(shí)證
數(shù)據(jù)勝于雄辯。16相評(píng)估板在400kHz開關(guān)頻率下，可輕松輸出高達(dá)350A的電流，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的效率表現(xiàn)。
圖4：16相AI VR評(píng)估板設(shè)計(jì)的效率曲線
結(jié)語：AI供電“便捷化”方案
ADI多相控制器、單芯片智能功率級(jí)和創(chuàng)新型耦合電感器，不僅是對(duì)AI電源挑戰(zhàn)的有力回應(yīng)，更是助力您從容開展技術(shù)創(chuàng)新的理想供電配套方案。該平臺(tái)消除了電壓瞬態(tài)管理中的不確定因素，在提升系統(tǒng)密度的同時(shí)，能夠從容應(yīng)對(duì)極端AI工作負(fù)載，全面保障xPU的穩(wěn)定運(yùn)行。
在接下來的文章中，我們將展望未來，談?wù)効赡軓氐字厮躊CB的垂直供電解決方案新紀(jì)元。
