芯朋微电子PN7885系列60A超大电流E-Fuse介绍

随着人工智能(AI)浪潮的到来，数据中心迎来前所未有的变革。服务器的功率需求激增，超高的功率对供电系统的需求成倍增长，板上电源越来越多。防止输入端涌入的电流使系统过载变得至关重要，否则高昂的停机成本变得不可接受!

服务器“热插拔”功能易导致系统损坏

当数据中心服务器启动或者其他模块出现故障时，必须进行“热插拔”，将停机时间降到最短。然而将PSU插入服务器主板时，这一过程会引入大量的浪涌电流，不加控制的浪涌电流会给服务器中的前级电源管理部分造成巨大的压力，有可能导致系统损坏。

传统热插拔分立方案

为了安全的启动所有设备，通常在电源前级加一个功率MOSFET，并配备一个电流检测电阻和控制器。这三个部分共同充当系统的断路器(CircuitBreaker)，在启动时调节浪涌电流，并在正常工作期间检测供电电流，以防止短路或其他故障。

MOSFET作为功率开关保护整个电流路径，低导通电阻和宽SOA至关重要。

低导通电阻给电流提供更畅通的路径和更低的温升

更宽的SOA特性防止在“热插拔”时巨大的瞬态热量积累

为了处理更大的电流，通常在系统中并联多个这样MOSFET，将电流分散到不同的MOSFET上，同时还可以减低他们单独承受的热量。当系统进行”热插拔“时，控制器通过检测电阻的压降来感知实时电流，通过系统调节来限制电流使功率MOSFET的工作状态始终保持在SOA内。同时在正常工作中，通过电阻感应得到的电流信息将用于过流保护(OCP)以及短路保护(SCP)。当然，控制器还提供其他一些功能：例如欠压锁定(UVLO)，过压保护(OVP)，过温保护(OTP)等。

传统热插拔分立方案外围面积较大

传统热插拔分立方案的三个核心组成部分以及外围占据较大的面积。在数据中心主板的元器件越来越密集，电流越来越大，分立方案较大的面积成为了挑战。

电子熔断器(E-Fuse)将功率MOSFET、电流检测和控制器集成在一个芯片当中，提供智能化、小型化的解决方案。

超大电流E-Fuse PN7885系列

封装/订购信息

典型应用示意图

更小的体积

相比于原始的分立方案，集成功率MOSFET的PN7885的面积仅为其1/5，显著降低PCB占用面积，大幅度的提升了功率密度。为服务器主板释放更多空间，满足密集的供电要求。

更大的电流60A

PN7885集成芯朋自研的智能功率MOSFET，在满足SOA的同时，无需损失MOSFET导通电阻(RdsON)。MOSFET的RdsON仅为0.75mQ，支持60A甚至更大的稳态电流。MOSFET的SOA经过专门优化设计，使其工作在饱和区的鲁棒特性更佳。

PN7885内部MOSFETSOA图

更低的温升

PN7885采用集成封装，MOSFET双面散热，其热阻远低于单晶片的同类竞品。匹配RdsON仅为0.75mQ的功率MOSFET，其温升表现卓越，远低于国外竞品。

与国外竞品的温升对比

更高的电流监测精度

电流采样SenseFET植入于功率MOSFET当中，控制器通过电流镜进行采样，使PN7885拥有+1%的超高采样精度。

PN7885还支持多颗并联，可提供更大的电流能力。

在开机时采取智能均流策略，支持匹配AI服务器的高容性负载。同时PN7885拥有高精度温度监测输出以及过流，过压，过温，短路等保护，确保AI服务器在复杂以及高负载工况下的长期运行和及时保护。

PN7885集成诸多优点，在电源输入端提供完整的保护，低阻电流通路以及高精度电流监测，使其成为高功率服务器的理想电源选择和系统的安全卫士!