驯服AI电源风暴（第二部分）

揭开面纱，一探究竟：ADI公司如何引领行业发展，打造既能满足AI需求，又在效率、功率密度与可靠性方面突破传统边界的电源解决方案。

多相革命：化混乱为精准控制

面对极高的电流浪涌、骤降的电压和飙升的温度，传统的单一大型稳压器方案已无力应对。于是，多相架构应运而生：多个并联功率级紧密配合、步调一致地工作，既能分担负载，又能对快速变化做出响应。

主要优势如下：

• 闪电般瞬态响应：多相设计可在微秒级时间内迅速响应，应对突发电流需求，同时有效抑制可能造成严重后果的电压骤降或骤升。
• 更高效率：通过在各相间分摊负载，系统总损耗显著降低，在实现更高供电能力的同时，避免产生大量热量。
• 可扩展性：希望为下一代AI ASIC供电？只需随着电流提升相应扩大规模，无需重新设计整个电源系统。

ADI解决方案进一步融合了高集成度IC、先进控制算法及颠覆性的耦合电感技术，将性能推向新高。

走近核心器件

ADI多相技术的核心在于两款关键器件。MAX16602是一款灵活的高性能多相控制器，可同时控制多达16相，采用先进的调制方案，使相控功率的上升和下降近乎瞬时完成。各相活动精准同步，动态响应AI应用不断变化的功率需求。MAX20790是一款单芯片智能功率级，将FET、驱动器和高精度电流检测集成于超紧凑封装中，消除了分立设计中常见的寄生延迟和热量损耗问题。它内置故障保护功能，且能与控制器直接通信，因此不仅更智能，而且更安全。

图1：采用高集成度电源芯片组的8相VR设计有助于实现高密度设计，同时减少外部连接

动态负载线性控制：应对电压波动的秘密武器

如何在避免使用大量昂贵输出电容阵列的情况下处理巨大的电流波动，是AI PoL设计领域的圣杯。秘诀就是动态负载线性控制。

借助ADI控制器，输出电压会根据负载自动调节，使xPU始终处于安全电压窗口内：轻载时电压较高，而电流激增时电压只会根据需要适度降低。由此带来的优势包括：

• 电压偏差极小：从40 A到360 A的阶跃变化几乎不会引起电压波动。
• 防故障运行：通过精准的电压定位，xPU供电轨绝不会超出允许的最小值与最大值，彻底杜绝过压或欠压风险。
• 紧凑设计：对bulk电容的需求减少，使得电路板尺寸更小、布局更密集、散热更高效。

图2：16相VR在40 A至360 A阶跃负载和800 A/μs摆率下的瞬态曲线

十年创新之路：耦合电感技术

ADI耦合电感(CL)绝非简单的性能优化，而是在稳态和瞬态负载管理方面的一次突破。在稳态下，当系统运行平稳时，CL表现为一个大电感，高效进行能量传输。而在瞬态期间，CL电感较低，当发生功率突变时，其响应速度比传统电感更快。与分立磁元件相比，这项技术带来50%的效率提升，而且可让物理尺寸近乎减半。它还能更好地消除电流纹波，从而支持实现更紧凑、更可靠的AI设计。

图3：ADI多相VR设计常用的耦合电感系列

散热无忧：顶部散热封装

在高密度封装中处理大电流时，热控制变得至关重要。MAX16602和MAX20790均采用裸露的顶部散热焊盘和先进的封装技术，热量能够直接从芯片传递到空气中。由此带来的成果包括：工作温度更低，设计布局更紧凑，硬件使用寿命更长。

性能实证

数据胜于雄辩。16相评估板在400kHz开关频率下，可轻松输出高达350A的电流，并实现优异的效率表现。

图4：16相AI VR评估板设计的效率曲线

结语：AI供电“便捷化”方案

ADI多相控制器、单芯片智能功率级和创新型耦合电感器，不仅是对AI电源挑战的有力回应，更是助力您从容开展技术创新的理想供电配套方案。该平台消除了电压瞬态管理中的不确定因素，在提升系统密度的同时，能够从容应对极端AI工作负载，全面保障xPU的稳定运行。

在接下来的文章中，我们将展望未来，谈谈可能彻底重塑PCB的垂直供电解决方案新纪元。

更多相关信息，请参阅技术文章《瞬变对AI加速卡供电的影响》。

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