众所周知，在传统的分立方案电源设计中，从芯片选型，被动元器件计算选择，到更为复杂的原理图和Layout设计，回板调试验证，工程师都将花费大量的时间成本。为节省工作人员所花费的大量前期选型，验证时间，MPS的电源模块将会比分立模块减少70%的设计时间。
整个电源模块市场需求的扩大，也就对整体设计方案除了实效要求以外产生了更多应用级别的挑战。
电源模块的整体市场规模已由2020年2亿美元的小规模市场逐步成长至2024年接近10亿美元的大市场。尤其5G市场出货量的增长更是有目共睹。今明两年5G设备中的路由设备，交换设备，光模块极相关板块设备以及明后年的AI大数据领域，超级计算机应用，将使得大电流和高功率密度模块，高能量密度的Power Block模块迎来爆发性的增长。
在这个增量市场中，MPS将遇到那些挑战？以及MPS将如何面对这些挑战？接下来我们将逐步梳理。
电源模块所面临的首要挑战
功率密度与体积
电源模块设计中首先面临的挑战，就是功率密度和模块体积的要求越来越严格。
1. 处理单元的功率需求更高，从600W到1kw，甚至朝着2kw在迈进；
2. 处理器电流当然也会更大，从几百安培增加到1千安培，甚至我们看到有一些比较 领先的一些设计，已经朝着2kw在迈进，当然这也是因为这个处理器电流变得更 大，从几百安培到1,000安培，然后一直到2,000安培及以上；
3. 随着负载功率增加，客户对这个效率的要求也会更高，90%以上的效率已经是这 类需求的家常便饭；
4. 更令人头疼的是，功率需求增加，整个单元的占板面积客户要求反而要越来越小。 所以这些矛盾点是构成了电源模块厂家的一个巨大的挑战。
散热
基站分布的地域广，在一些比较严苛的环境下会面临极度高温。而环境温度过高，这个条件本身就是系统散热的最大敌人；而随着5G杆塔的推广，特别是AAU单元的集成度越来越高，传统的风扇散热也被淘汰。杆塔上，铜铝散热器的散热方案成为主流。这种没有空气流动、全靠散热器与环境空气进行热交换的散热方式，也是每个厂家系统工程师的噩梦；最后，随着数据通信流量的暴增，也会让5G杆塔的功率负载快速增长，这也意味着发热源会更大。在这样一个无风、高环境温度条件下，追求更大的功率输出，显而易见这也会倒推至成为每个电源厂家的难题。
更多的输出电压轨
在越来越多的应用领域，涉及到通用FPGA或者专用ASCI芯片的供电需求也越来越多。 比如有各种AI加速卡之类的供电、有超级计算机的计算单元的供电，有5G设备中专用 的ASCI数据处理接口芯片的供电，还有一些工业测试机或者工业自动化设备中供电。这些FPGA的负载，都有着相似特点： 电源负载数量越来越多，不同的电压轨越来越多； 电源通道数量增加，开关机时序也日渐严格；同样，供电通道多，通道之间的电磁兼容问题也会突出。因此，给这类型多通道负载，设计出可靠供电的方案，也是被摆在电源工程师面前的 挑战之一。
通用性
如何用一颗芯片来完成尽可能多的设计也是芯片厂商一直的优化方向。
智能化
包括负载端的在线只能分配，数字接口，智能监控，防呆设计等等，进一步需要智能保护和特殊私有化协议的响应。
面对这些挑战，MPS又将如何解决？
MPS 电源线模块产品经理Roy为我们带来了MPS详细的应对策略。
MPS 电源线模块产品经理Roy
Roy指出多路化电源将是未来的一个重要发展方向，多路输出电源加上3D封装将能显著提升功率密度，并有利于实现通道之间的智能化配置，同时具备更好的EMI性能。
MPS最新推出的双路输出系列模块是超高功率密度的MPM54522 和54322 家族。这两个芯片都 能够支持双路分别进行远端采样，来实现这个更高精度的电压控制。在并联的时候， 能支持双相自动交错并联，来提高这个纹波频率，来减小纹波幅值目的。他们的应用领域也非常广泛，比如FPGA或ASIC电源，电信或AI加速卡里的一些支路接口电源，PCIe加速卡等等，另外就是工业自动化方面的一些应用。
另外在散热性、智能化设计方面，MPS也推出了自己一系列主打产品。MPM54524这个模块在不并联的时候，它可以变成4路分别独立的输出，然后这个分别4路独 立的输出都支持电压远端采样。 同时这也是一颗数字模块，这个模块可以通过这个数字的方式来对这个通道之间的这 个开关机的时序、开关频率、PWM的工作模式，甚至是一些保护阈值，都来做一个 在线的配置。
MPS推出具备智能负载分配功能的电源模块MPM54313，。三路输出降压电源模块，每路输出电流3A，独立供电。热状态下输 24出通道间短接时，模块内部的负载智能分配电路可迅速实现在线负载均流，然 后突然一下可以支持9A输出，最大12A。此外该电源模块的数字接口能实时反馈供电电压、电流、温度、告警等监控信 息，也能够通过数字的方法来对模块的某一路进行开通和关断的操作，减少供 电端口外围监控电路设计。一些客户在使用智能电源模块方案后，供电端口体 积和成本可以大大降低。
最后就是MPS高集中度设计所带来的EMI性能优化，通过器件3D布局，减少SW Copper的天线效应；多路集成化设计则可以在电 源内部实现电磁干扰的实时补偿；基板设计上，在功率平衡流动和过孔通流方 面做文章，优化磁场分布来约束电磁辐射；抖频功能更帮助EMI频段薄弱点实 现能量分散，减小了辐射峰值，来帮助客户来满足EMI的一些需求，比如MPM3596就是电磁兼容方面性能是比较优异的一款芯片。
结语
无论散热、高功率密度或供电通道繁杂，MPS都无惧挑战，为各种问题准备了自己相应的解决方案，可以看到MPS的电源模块将在未来更复杂应用场景中，发挥自己独到优势，从成本、技术角度，都将提供更优化灵活的解决方案。
