服务器多相电源技术的演进与优化

在大型数据中心或服务器中，随着处理器的演进，晶体管数量越来越多，需要越来越高的输出电流。为了控制整个系统的运行效率，使设备能够在空闲时以更低电流运行，在需要时再按全功率运行，服务器电源需具有大电流、低电压，并且对电压精度、纹波、快速瞬态响应都有比较高的要求，因此，目前多相电源成为服务器供电的主流方案。

一个多相电源是由一个控制器配合几个或十几个功率级（power stage）组成的完整方案，控制器是多相电源的重要组成部分，通常采用PWM脉冲宽度调制技术来控制输出电压，并通过改变脉冲调制的周期来控制其输出频率，因此对相关芯片的设计、制造工艺等方面有着较高要求。

功率级可以理解为由2个MOSFET和一个Driver IC合封而成，功率级能够在有限的尺寸面积上提供更高的效率和性能，相较于传统的供电设计，功率级可以提供更高的整体转换效率。

多相电源由多相协同工作，每个相位的开关必须交错开关并控制，以优化负载调节、纹波、瞬态响应，其最大的优势就是可扩展性比较好，用户可以根据输出电流的大小来决定功率级的数量，同时由于是多个功率级，在工作时热源就相对能够均匀分布，不会因为热源过于集中而导致芯片过热。

在早期的多相电源方案中，控制器只需提供给功率级一个PWM信号就可以正常工作，但现在的产品还集成了诸如电流检测、温度检测、故障上报的功能使其变得更加智能，因此安森美也把这类产品称为智能功率级(SPS)方案。在选择SPS产品时，则往往需要考虑控制器部分是否足够智能以拥有电流、温度检测等功能、上下两个MOS管本身的性能如何、器件的封装是否成熟以便于散热及满足焊接的可靠性需求等三大主要因素。

安森美的智能功率级SPS器件系列目前覆盖了从30A到100A的电流范围，在一个QFN封装中集成了高边FET、低边FET和驱动器IC、保护和检测功能，为服务器多相稳压器提供同类最佳的电源转换能效，用以优化服务器系统、降低总物料单(BOM)成本。

例如100A功率级FDMF5085与90A功率级FDMF5071具有完全优化、超紧凑的集成MOSFET和先进的驱动器IC电流和温度传感器，适用于高电流、高频和同步降压DC-DC转换器。此外，该类器件还提供输出信号（IMON），报告实时模块电流，IMON信号可用于代替电感器DCR电流检测或电阻器检测方法，还有精确的热监测（TMON），在25°C时提供0.8V输出，斜率为8 mV/°C。

而在多相控制器上，安森美同样有针对VR13.HC服务器平台的8相数字控制器产品FD3501以及针对VR14服务器平台的8相数字控制器FD5001以及12相数字控制器FD5012，以及目前最最热门的AI供电方案的16相数字控制器FD5100，都具有卓越的瞬态响应、可编程性和易用性。如需采购安森美芯片、产品规格书、申请样片测试、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。