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上期回顧：常用直流電機的種類及控制方案

本期內容

如今，VR 多相電源在筆記本、臺式機、服務器、基站、人工智能、自動駕駛等諸多應用中得到了廣泛的使用。

今天，來和大家分享一下：

• MPS 公司的 DrMOS 和多相控制器之間如何交互電流？

• 與 DCR 檢測控制相比，它有哪些優勢所在？

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如今，VR多相電源在筆記本、臺式機、服務器、基站、人工智能、自動駕駛等諸多應用中得到了廣泛的使用。

今天由我為大家講一講：MPS 的 DrMOS和多相控制器之間如何交互電流，與DCR檢測控制相比，它有哪些優勢所在？

一開始，我先跟大家科普一下開關電源的三種常用電流檢測方法，分別是：使用電阻檢測、使用MOSFET R_DS(ON) 檢測和使用電感的直流電阻(DCR) 檢測這三種方法。

每種方法都有其優點和缺點，選擇檢測方法時應予以考慮。

• 第一種方法可以提供非常準確的電流檢測信號，同時具有精確的限流和均流，但是需要額外的功率損耗以及元件成本

• 第二種，R_DS(ON) 采樣是一種簡單且經濟高效的電流檢測，但其精度不高，溫度系數可能也非常大，所以不適合多相電路

• 最后一種，DCR采樣，其效率高，成本低，但溫度系數差，RC參數也比較難匹配，而且無法檢測電感飽和，屬于開爾文檢測

隨著路由器，服務器，基站、人工智能、自動駕駛等大算力主芯片的應用，對于其核供電的多相電源如何實現更高精度的電流檢測提出了更高的挑戰。

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那么，MPS 的多相電源方案是如何實現高精度的電流檢測以及上報的呢？

通常，我們在使用DrMOS時都是配合多相控制器一起搭配使用，來實現Core供電。

這里我們展示了一顆常規多相控制器搭配4顆DrMOS，可應用在路由器、服務器，基站等大功率應用上。

接下來，我們先從DrMOS入手，講講DrMOS的是如何實現高精度電流輸出的。

MPS 的 DrMOS采用單Die的電流采樣技術，由于它的M1和M2集成在一個硅中，具有相同的溫度系數，因此溫度變化不會影響電流鏡的增益。

如圖所示，我們的電感電流呈紅色，DrMOS的CS電流輸出呈綠色。

當高邊MOS開通時，CS輸出通過內部的電流鏡模擬上管的電流。當低邊MOS開通時，CS輸出就會跟蹤M2電流。這樣就形成了一個與電感電流成比例的Ics作為DrMOS的CS 電流輸出。

我們以MP86956為例，從規格書中可以看出其比例尺為 5uA：1A，我們叫它 I_OUT sense gain，也可以叫K_CS。當然每個DrMOS的比例可能是不一樣的。另外，出廠前均會有ATE等測試，保證其高電流精度，符合規格書的描述。

這是我們實際測試電感電流與DrMOS的CS電流輸出的波形，MPS 的 DrMOS 單Die電流采樣的優勢明顯：

• CS輸出電流與電感電流成比例

• 逐周期檢測

• 獨立于溫度，R_DS(ON)，電感直流電阻，占空比和頻率的變化。

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講到這里，MPS 的 DrMOS到底是如何和多相控制器進行電流握手交互的呢？

首先

我們來講一下單相電流DrMOS如何和多相控制器進行握手：

DrMOS 的 I_OUT輸出為一個電流信息 I_CS，接入多相控制器后通過多相控制器內置可選的電阻R_CS轉換成一個電壓信息。

其中I_CS是一個為同電感電流等比例縮小的電流，對于MP86956來說，I_CS=K_CS*I_OUT，其中K_CS為前面講到的I_OUTsense gain，可以從規格書中查到。R_CS根據多相控制器里的寄存器來進行阻值選擇。Vbias則是多相控制器內部的一個偏置電壓。

然后單相V_CS電壓到了多相控制器內部的ADC進行轉換，實現多相控制器可以上報每一個DrMOS的實際電流值。

其次

來講一講總電流如何與多相控制器進行握手。

總電流上報則是通過另外一條支路進行電流匯總后計算，然后進行上報。如圖，所有的CS pin電流等于K_CS*I_OUT電流匯總成一個總的I_OUT電流信息，然后通過x/64一級的Gimon縮放，再經過Rimon可選電阻進行二級縮放，進而轉換成電壓信息，進入ADC采樣。這樣做的目的是能做到不同電流范圍應用的高精度上報。

準確的電流采樣可以帶來更好的整體系統性能，并且大大減少工程工作量。

MPS 的 DrMOS輸出電流上報無需RC或NTCs等，具有 3% 的全溫度范圍內精度，無須溫度補償，同時信號干凈，屬于電流型輸出，抗干擾性能好，調試簡單。

總之一句話：選它就對了!

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工程師朋友們，這里就是MPS 的 DrMOS如何握手多相控制器，進行精確的檢測以及上報，您是否掌握了呢？

如果還有不理解的地方，歡迎各位工程師朋友來留言評論，我們會有專業工程師為您解答，謝謝大家！

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