关键词:Smart Power Stage;DrMOS;PWM信号;多相控制器;故障检测;IMON;TMON

圣邦微电子推出内部集成电流检测的90A Smart Power Stage(DrMOS)产品——SGM25890,该器件主要面向AI服务器及传统计算市场。
随着数字时代的深入发展,通信与计算系统能力持续增强,AI技术也从云端、局端逐步向边缘计算与本地化应用拓展。多种策略和架构的CPU、GPU、GPGPU等不断迭代,AI应用逐渐从大型企业客户团队延伸至中小企业及个人用户。这一趋势对电源供应提出了更高要求。AI的快速发展,特别是大模型与高性能计算的兴起,正在推动电源领域实现根本性变革。电源设计不再仅追求“稳定供电”,而是驱动着一场从芯片级到数据中心架构级的全面能源效率革命。
DrMOS(集成驱动级金属氧化物半导体场效应管)技术伴随AI算力需求的爆发,正迎来快速演进的发展和革新。它已从提升个人电脑能效的解决方案,成长为支撑数据中心、人工智能等高算力场景的关键组件。
为应对日益多元化和普及化的市场需求,圣邦微电子聚焦核心处理器供电领域,推出了最大电流能力达90A的功率级DrMOS——SGM25890。搭配8相数字控制器,可实现连续320A电流输出;配合新款16相控制器,更可支持连续720A负载与峰值1000A电流。
SGM25890通过多Die合封(Co-Packaged)技术,将Buck电路的上管、下管与驱动控制电路集成于一体,通过外部PWM信号的三态控制实现对芯片的控制。上、下管与驱动电路之间采用短路径连接,保证高功率密度的同时,还能优化时序控制并有效减小开关振铃。SGM25890主要面向CPU、GPU和DDR等低压大电流应用场景,合理的上、下管面积分配使其在该类应用中有更好的表现。除优秀的效率特性外,SGM25890还集成了高精度的瞬时电流检测上报(IMON)与温度上报功能(TMON),满足配套的多相控制器对关键信息的获取需求。此外,芯片支持OCP、OTP、HSS等多种故障检测与保护机制,并具备特殊的故障上报方式,以应对使用过程中的极端情况。芯片采用符合环保理念的TQFN-5×6-39L绿色封装,工作温度范围在-40℃至 125℃。

图1 SGM25890典型应用电路
SGM25890核心优势
SG Micro Corp

优秀的效率表现
SGM25890采用圣邦微电子自研的SGT-MOS,通过优化的多Die合封(Co-Packaged)技术、合理的面积分配、极致的死区时间与驱动速度优化,在12V母线低压大电流场景下实现了的优秀效率表现。

图2 SGM25890的效率表现

内置电流检测(IMON)
SGM25890采用先进的电流镜方案,将内部的电流信息以5μA/A的比例关系通过IMON输出至多相控制器。IMON可支持的电压范围为:0.8V至2.35V,因此推荐的IREF(IMON的参考电压)使用范围为1.1V至1.9V。SGM25890配合多相控制器的Load-Line系统应用表现如图3所示。

图3 SGM25890配合2063016 Load-Line应用表现

故障检测与故障上报
SGM25890具备逐周期过电流保护(OCP)、过温保护(OTP)、上管短路(HSS)检测以及VDRV欠压锁定(UVLO)等保护功能,并能通过TMON PIN与IMON PIN的不同电平组合,配合多相控制器进行故障上报。故障上报类型与TMON PIN和IMON PIN的对应关系如表1所示。
表1 SGM25890故障上报

SGM25890典型特性
SG Micro Corp
内部集成驱动器以及Buck电路的上、下管;
5μA/A比例转换的MOSFET电流上报(IMON);
输入电压范围:4.25V至16V;
VCC和VDRV电压范围:4.5V至5.5V;
输出电压范围:0.225V至5.5V(VIN = 12V);
最大输出电流能力:90A;
具备故障的识别与上报;
温度上报(TMON):8mV/℃;
过温保护(OTP);
逐周期过电流保护(OCP);
上管短路(HSS)检测;
VDRV欠压锁定(UVLO);
3.3V三态PWM输入;
深度睡眠模式(EN为低);
采用符合环保理念的TQFN-5×6-39L绿色封装。


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