基于PMIC的上下电时序控制与外部分立元件(MOS管/电容)的匹配
在AI服务器电源系统中,精确的上下电时序控制对保护核心芯片和确保系统稳定运行至关重要。电源管理芯片(PMIC)通过配合外部分立元件形成完整的时序控制解决方案,其中MOS管和电容的选型匹配直接影响着时序控制的精度和可靠性。东莞市平尚电子科技有限公司基于工业级技术积累,在MOS管和电容的协同设计方面形成了完善的技术方案。
PMIC驱动能力与MOS管栅极参数的匹配是时序设计的基础。平尚科技的MOS管通过优化栅极结构,将栅极电荷(Qg)控制在25nC以内,栅极电阻(Rg)降至1.2Ω。与普通MOS管相比,这种优化使得在PMIC的直接驱动下,开关时间可缩短至80ns,有效减少了时序控制中的延迟误差。在GPU核心的多路供电时序中,这种快速响应确保了各电源轨能够按照设计要求精确排序,将时序偏差控制在±100μs以内。
导通电阻(Rds(on))对功率传输效率具有决定性影响。平尚科技的MOS管采用沟槽栅工艺,在30V/60A的工作条件下,导通电阻可低至2.1mΩ。与普通MOS管的3.5mΩ相比,这种改进使得在AI训练服务器的电源路径中,单个MOS管的导通损耗降低约40%,显著提升了电源系统的整体效率。
电容的选型对时序控制的稳定性同样关键。平尚科技的贴片电容通过采用特殊的介质材料,在0805封装下实现100μF容量,等效串联电阻(ESR)稳定在5mΩ以内。在PMIC的软启动电路中,这种低ESR特性确保了电压建立过程的平稳性,将启动过程中的电压过冲限制在3%以内。
热管理是确保长期可靠性的重要因素。平尚科技的MOS管通过优化封装结构,热阻降至0.8℃/W,配合低ESR的贴片电容,在相同工作条件下的温升比传统方案降低15℃。这种热特性的改善确保了在密集的时序控制应用中,元器件参数不会因温度升高而发生显著漂移。
在实际应用案例中,平尚科技的解决方案已成功应用于多个AI服务器项目。在某国产AI训练卡的电源时序系统中,采用优化匹配的MOS管和电容组合,将12路电源的时序精度提升至±150μs,同时将上下电过程中的电压尖峰抑制在4%以内。这些参数完全满足国内AI硬件厂商对电源时序控制的严格要求。
栅极驱动电路的设计需要精心考量。平尚科技建议在PMIC驱动能力不足时,采用专用的栅极驱动芯片配合高速MOS管,将开关过程中的米勒平台时间控制在30ns以内。这种设计可将开关损耗降低25%,同时改善电磁兼容性能。
保护电路的设计对系统可靠性同样重要。平尚科技的MOS管通过集成温度传感功能,可在结温超过125℃时自动降低输出电流,配合贴片电容的快速响应特性,为电源系统提供全方位的保护。
虽然平尚科技目前未获得车规级认证,但其工业级MOS管和电容产品已通过严格的可靠性验证。在温度循环、机械冲击、高温高湿等环境测试中,参数变化均控制在规格范围内,完全满足AI服务器对元器件可靠性的要求。
随着AI服务器电源复杂度的不断提升,PMIC与外部分立元件的协同设计将更加关键。平尚科技通过持续优化MOS管和电容的性能参数,为电源时序控制系统提供了可靠的解决方案,助力国产AI基础设施实现更高水平的可靠性目标。