近日,全球领先的高性能电源解决方案提供商MPS芯源系统(NASDAQ代码:MPWR)正式发布业界首款支持24V工作电压的20A/25A/30A大电流同步降压DC/DC产品系列——MP2421/22/23/21B/22B。该系列产品集成差分远端采样(Remote Sense),集高输入电压、大输出电流、高效率与快速动态响应于一体,并提供引脚兼容的模拟版本及支持I²C/PMBus接口的数字版本,可灵活满足不同系统架构与应用场景需求,为新一代高性能电子设备提供了更强有力的供电支撑。
近年来,消费电子、工业设备及通信网络持续升级,系统级芯片(SoC)的供电需求正以前所未有的速度攀升。尤其在高端显示设备领域,4K/8K超高清分辨率、144Hz高刷新率以及高亮度显示等技术不断普及,显著推高了系统瞬时功耗,对电源系统提出了极为苛刻的要求。
与此同时,Type-C供电架构的快速普及正在深刻改变设备的供电拓扑。越来越多的笔记本电脑、显示器、AI终端和通信设备将母线电压提升至15V甚至20V以上。然而,传统的同步降压DC/DC芯片大多仅支持12V或更低的输入电压范围,面对不断攀升的母线电压,这些方案要么需要额外增加前级降压电路,要么干脆无法适配,输入范围受限的问题日益突出。
市场对20A至30A大电流、高效率、高瞬态响应的供电方案需求日益增长。正是在这一背景下,MPS推出了MP2421/22/23/21B/22B系列产品,以全球首款可支持24V工作电压的20A至30A大电流同步降压芯片的身份,填补了这一关键市场空白。
MP2421/22/23/21B/22B系列产品支持3.6V至24V的宽输入电压范围,覆盖了从单节锂电池到24V工业总线的几乎所有主流供电场景。无论是采用12V适配器的显示设备,还是直接由24V母线供电的工业控制平台,亦或是搭载高压Type-C接口的AI终端,这款芯片都能直接适配,无需额外的前级转换电路,大幅简化了系统设计。
在输出电流方面,该系列提供了三个功率档位:MP2421支持20A连续输出电流,MP2422支持25A连续输出电流,MP2423支持30A连续输出电流。其中,25A和30A版本还实现了P2P(Pin-to-Pin)兼容,意味着在同一块PCB上,设计师可以根据实际负载需求灵活选择不同功率等级的芯片,无需重新设计电路板,极大提升了产品迭代的灵活性和物料管理的便利性。
对于需要数字化电源管理的应用场景,MPS还同步推出了数字版本MP2421B和MP2422B,内置PMBus/I²C接口,可实现输出电压、开关频率、软启动时间等参数的软件编程与实时监控,同时与对应的模拟版本完全引脚兼容,实现了从模拟到数字的无缝迁移。
输出电压支持0.4V至5.5V连续可调,参考电压精度高达1%,能够满足从低功耗IoT芯片到高性能GPU、AI加速器等各类SoC的供电需求。开关频率可选择650kHz、800kHz和1MHz三档,PFM/PWM工作模式可通过MODE引脚灵活选择,在效率与纹波之间找到最佳平衡点。
在高功率密度设计成为行业主流趋势的今天,散热能力已成为制约系统性能提升的关键瓶颈。MP2421/22/23/21B/22B系列产品在效率方面交出了一份亮眼的成绩单——最高转换效率可达96%。这意味着在20A负载条件下,仅有4%的电能被转化为热量,芯片自身的温升仅为33℃。
这一数据对于超薄电视、高端显示器及紧凑型通信设备而言意义重大。更低的温升意味着更小的散热模组、更薄的机身设计和更高的系统可靠性。在寸土寸金的板级空间中,33℃的温升为其他元器件留出了宝贵的布局余量,帮助客户在不牺牲性能的前提下实现更极致的轻薄化设计。
MPS官方公布的效率负载曲线显示,该系列产品在全负载范围内均保持了优异的效率表现,即便在轻载条件下,通过自适应COT(Constant On-Time)控制架构和PFM模式的智能切换,依然能够维持较高的能效水平,有效延长电池供电设备的续航时间。
在大尺寸SoC或CPU设计中,电源芯片往往与处理器供电脚位存在一定距离,PCB走线上的寄生电阻会产生不可忽视的电压降,直接影响负载端的供电精度。对于电压裕度仅有几十毫伏的先进制程芯片而言,哪怕几十毫伏的偏差都可能导致系统不稳定甚至损坏。
MP2421/22/23/21B/22B系列产品集成了差分远端采样(Remote Sense)功能,通过FB与RGND引脚进行差分电压采样,能够实时感知PCB传输线上的压降,并动态调节芯片端的输出电压,确保SoC供电引脚处的电压始终精准稳定。这一设计从根本上解决了大电流、长走线场景下的供电精度难题,让电源芯片不再是系统性能的瓶颈。
AI设备、通信网络及智能电视等应用中,设备负载电流波动非常剧烈。当AI加速器从待机状态突然进入全速推理模式,或者智能电视在不同画面场景间快速切换时,SoC的电流需求可能在微秒级时间内发生数十安培的剧烈变化,对电源的动态响应能力提出了极高要求。
MP2421/22/23/21B/22B系列产品搭载了超快瞬态响应的自适应COT架构,能够在负载电流突然增加或下降时,以极快的速度调整输出,持续稳定地为SoC供电。即使在负载剧烈波动的极端工况下,输出电压的动态纹波依然被控制在极低水平,保障系统高速运行与画面处理性能不受影响。
这一能力对于当前火热的AI PC、AI服务器以及搭载大模型的边缘计算设备尤为关键。在这些场景中,电源不仅要"供得上",更要"供得稳",任何一次电压跌落都可能导致推理任务中断或系统崩溃。
在可靠性方面,MP2421/22/23/21B/22B系列产品提供了完善的全功能保护机制,包括过压保护(OVP)、过流保护(OCP)、欠压保护(UVP)、欠压锁定(UVLO)以及热关机保护,在各种异常工况下均能及时动作,确保芯片与后端负载的安全。同时,产品还配备了PG(Power Good)电源故障指示功能,方便系统实现上电时序管理和故障诊断。
在封装方面,20A版本MP2421/21B采用TLGA-28封装,尺寸仅为3mm×4mm;25A/30A版本MP2422/23/22B采用TLGA-36封装,尺寸为5mm×5mm。紧凑的封装尺寸配合高效的散热表现,使该系列产品能够轻松融入高密度板级设计。
MP2421/22/23/21B/22B系列产品的应用场景极为广泛。在高端显示领域,4K/8K电视、144Hz电竞显示器、高亮度商用大屏等设备的SoC供电,都需要20A以上的大电流、高效率电源方案;在AI计算领域,AI PC、边缘推理盒子、AI服务器等设备对电源的瞬态响应和供电精度有着近乎苛刻的要求;在通信与工业领域,24V母线供电的网络终端、工业控制器和自动化设备,也能通过该系列产品实现高效、可靠的电源转换。
MPS芯源系统成立于1997年,由CEO Michael Hsing创立,拥有深厚的系统级知识、卓越的半导体设计能力以及专有的半导体工艺和系统集成技术。经过近三十年的深耕,MPS已发展成为全球领先的高性能电源芯片企业,产品广泛应用于消费电子、工业、通信、汽车等多个领域。
此次MP2421/22/23/21B/22B系列产品的发布,不仅是MPS在大电流DC/DC领域的一次重大突破,更是对Type-C高压供电时代电源设计需求的精准回应。对于正在寻找24V输入、30A大电流、高效率、高精度供电方案的工程师而言,这款产品无疑提供了一个极具竞争力的全新选择。
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