基于PMIC的上下電時(shí)序控制與外部分立元件（MOS管/電容）的匹配

基于PMIC的上下電時(shí)序控制與外部分立元件（MOS管/電容）的匹配

在AI服務(wù)器電源系統(tǒng)中，精確的上下電時(shí)序控制對(duì)保護(hù)核心芯片和確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。電源管理芯片（PMIC）通過(guò)配合外部分立元件形成完整的時(shí)序控制解決方案，其中MOS管和電容的選型匹配直接影響著時(shí)序控制的精度和可靠性。東莞市平尚電子科技有限公司基于工業(yè)級(jí)技術(shù)積累，在MOS管和電容的協(xié)同設(shè)計(jì)方面形成了完善的技術(shù)方案。

PMIC驅(qū)動(dòng)能力與MOS管柵極參數(shù)的匹配是時(shí)序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。平尚科技的MOS管通過(guò)優(yōu)化柵極結(jié)構(gòu)，將柵極電荷（Qg）控制在25nC以內(nèi)，柵極電阻（Rg）降至1.2Ω。與普通MOS管相比，這種優(yōu)化使得在PMIC的直接驅(qū)動(dòng)下，開(kāi)關(guān)時(shí)間可縮短至80ns，有效減少了時(shí)序控制中的延遲誤差。在GPU核心的多路供電時(shí)序中，這種快速響應(yīng)確保了各電源軌能夠按照設(shè)計(jì)要求精確排序，將時(shí)序偏差控制在±100μs以內(nèi)。

導(dǎo)通電阻（Rds(on)）對(duì)功率傳輸效率具有決定性影響。平尚科技的MOS管采用溝槽柵工藝，在30V/60A的工作條件下，導(dǎo)通電阻可低至2.1mΩ。與普通MOS管的3.5mΩ相比，這種改進(jìn)使得在AI訓(xùn)練服務(wù)器的電源路徑中，單個(gè)MOS管的導(dǎo)通損耗降低約40%，顯著提升了電源系統(tǒng)的整體效率。

電容的選型對(duì)時(shí)序控制的穩(wěn)定性同樣關(guān)鍵。平尚科技的貼片電容通過(guò)采用特殊的介質(zhì)材料，在0805封裝下實(shí)現(xiàn)100μF容量，等效串聯(lián)電阻（ESR）穩(wěn)定在5mΩ以內(nèi)。在PMIC的軟啟動(dòng)電路中，這種低ESR特性確保了電壓建立過(guò)程的平穩(wěn)性，將啟動(dòng)過(guò)程中的電壓過(guò)沖限制在3%以內(nèi)。

熱管理是確保長(zhǎng)期可靠性的重要因素。平尚科技的MOS管通過(guò)優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)，熱阻降至0.8℃/W，配合低ESR的貼片電容，在相同工作條件下的溫升比傳統(tǒng)方案降低15℃。這種熱特性的改善確保了在密集的時(shí)序控制應(yīng)用中，元器件參數(shù)不會(huì)因溫度升高而發(fā)生顯著漂移。

在實(shí)際應(yīng)用案例中，平尚科技的解決方案已成功應(yīng)用于多個(gè)AI服務(wù)器項(xiàng)目。在某國(guó)產(chǎn)AI訓(xùn)練卡的電源時(shí)序系統(tǒng)中，采用優(yōu)化匹配的MOS管和電容組合，將12路電源的時(shí)序精度提升至±150μs，同時(shí)將上下電過(guò)程中的電壓尖峰抑制在4%以內(nèi)。這些參數(shù)完全滿足國(guó)內(nèi)AI硬件廠商對(duì)電源時(shí)序控制的嚴(yán)格要求。

柵極驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)需要精心考量。平尚科技建議在PMIC驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，采用專用的柵極驅(qū)動(dòng)芯片配合高速M(fèi)OS管，將開(kāi)關(guān)過(guò)程中的米勒平臺(tái)時(shí)間控制在30ns以內(nèi)。這種設(shè)計(jì)可將開(kāi)關(guān)損耗降低25%，同時(shí)改善電磁兼容性能。

保護(hù)電路的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)可靠性同樣重要。平尚科技的MOS管通過(guò)集成溫度傳感功能，可在結(jié)溫超過(guò)125℃時(shí)自動(dòng)降低輸出電流，配合貼片電容的快速響應(yīng)特性，為電源系統(tǒng)提供全方位的保護(hù)。

雖然平尚科技目前未獲得車規(guī)級(jí)認(rèn)證，但其工業(yè)級(jí)MOS管和電容產(chǎn)品已通過(guò)嚴(yán)格的可靠性驗(yàn)證。在溫度循環(huán)、機(jī)械沖擊、高溫高濕等環(huán)境測(cè)試中，參數(shù)變化均控制在規(guī)格范圍內(nèi)，完全滿足AI服務(wù)器對(duì)元器件可靠性的要求。

隨著AI服務(wù)器電源復(fù)雜度的不斷提升，PMIC與外部分立元件的協(xié)同設(shè)計(jì)將更加關(guān)鍵。平尚科技通過(guò)持續(xù)優(yōu)化MOS管和電容的性能參數(shù)，為電源時(shí)序控制系統(tǒng)提供了可靠的解決方案，助力國(guó)產(chǎn)AI基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)更高水平的可靠性目標(biāo)。