【实测】AI服务器VRM供电,一体成型功率电感大电流负载特性验证

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描述

AI服务器GPU/NPU核心供电(VRM)已全面迈入多相Buck、单相40~60A量级,传统绕线功率电感受趋肤效应和漏磁限制,在大电流下铜损与温升难以控制。近期在12V→1.0V/1.8V多相Buck样机上对安瑞科电子ASD1265一体成型电感,做了系统性负载实测,重点验证饱和特性、温升及瞬态响应对VRM环路的影响,供同行选型参考。
一、被测样品与测试条件
型号:ASD1265-1R0M(L₀=1.0µH),DCR(typ)=1.5mΩ,Isat(L↓30%≈12A),Irms(typ)=8A
测试平台:同步Buck,Vin=12V,Vout=1.8V/1.0V,Fsw=800kHz~1.2MHz,4相并联每相峰值设定15A
仪器:Chroma电子负载+Keysight示波器(100MHz)+热成像(FLIR),环温25℃强制对流风速≈1m/s模拟机箱风道
 

AI安瑞科电子ASD1265-1R0电感

二、直流偏置(L-I)与饱和特性
用LCR表+偏流源扫L-I曲线:0A时L=1.02µH,偏置8A感值跌至0.83µH(↓18%),12A偏置时L=0.71µH(↓30%,触达规格书Isat定义点),20A偏置仍保有0.45µH左右——呈现典型软饱和(Soft Saturation)而非铁氧体式的陡降。这对VRM的意义是:瞬态峰值电流冲入Isat附近时,感值缓降而非崩溃,环路不易因di/dt激增而失锁。
三、稳态温升与效率对比
单相连续负载测试(无相轮换):
I_load=6A(典型均流工况):运行30min后表面温升ΔT≈18℃,比同尺寸传统圆线绕线电感低约12~15℃,主要得益于扁平线降低DCR及合金磁粉低磁滞损耗。
I_load=8A(Irms上限):ΔT≈28~32℃,热像显示热点位于磁芯中部,底部焊盘打9×Φ0.3mm过孔连内层GND铜皮可有效摊薄ΔT约4~6℃。
整机效率:替换传统电感后同工况下Buck效率由91.2%提升至93.8%,纹波从35mVpp降至18mVpp。
 

AI10UH温升图

四、负载瞬态响应实测
做2A↔10A阶跃(di/dt≈5A/µs):
输出电压跌落≈85mV,恢复时间≈8µs,电感电流尖峰约13~14A未触发深度饱和。
若按峰值电流Ipk超出Isat的90%设计(即Ipk>10.8A且长期工作在L↓>20%区间),恢复时间会拉长至80µs以上、Vout跌落增大——工程上建议瞬态峰值电流≤80%~85%×Isat,或留30%以上余量选型。
五、Layout与EMI注意点
ASD1265为全封闭磁屏蔽结构,漏磁较开口磁芯大幅降低,但VRM大电流回路仍需注意:
输入MLCC尽量靠近电感引脚放置,缩小高频di/dt回路面积;
电感正下方避免走敏感信号线,底部建议铺GND铜+散热过孔;
多相布局保持各相电感对称,减小相间耦合差异引起的均流偏移。
小结
ASD1265一体成型电感在AI服务器VRM应用中的核心优势在于低DCR扁平线+软饱和合金磁芯,实测大电流温升可控、瞬态抗过流能力优于传统绕线电感。选型时切勿只盯着规格书Isat单点数值,必须结合L-I曲线按实际峰值电流降额使用,并在PCB上落实底部散热过孔设计,才能发挥其在多相大电流Buck中的真实性能。

审核编辑 黄宇

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