多通道PMIC用作单输出大电流PMIC
更新时间:2025-12-02 09:38:32
晨欣小编
在电源管理芯片(PMIC)中,常见到一种应用方式:
多个独立 Buck 通道被合并(parallel / phase interleaving)以提供单路更大的输出电流。
这种架构在手机、电源管理 SoC、FPGA/SoC 核心供电、汽车电子 PMIC 中非常常见。

一、为什么要把多通道 PMIC 合成单输出?
1. 单路大电流需求越来越高
如 FPGA/CPU/AI 芯片常需要:
20A、30A、50A 甚至更高电流的 Vcore
单路 Buck 很难达到如此电流(受限于功率管尺寸、散热、布局)
2. 多相并联(multiphase)更高性能
多通道合成为一条输出具备优势:
降低输出纹波(各相交错 180°/120°/90° )
改善散热分布(电流分散到多个相)
瞬态响应更强(每相控制环路速度提升组合效果)
提高效率(低电流时可自动减少相数)
二、PMIC 合并输出的常见实现方式
方式 1:硬件原生支持“并联输出 / 多相模式”
如果你的 PMIC 通道本身支持:
“Phased Interleaving”
“Current Sharing”
“Parallel Buck”
“Multiphase Buck”
那么这是最安全、推荐的设计方式。
例如典型 PMIC:
| PMIC 类型 | 支持方式 |
|---|---|
| Qualcomm PMIC (PMI/PMIC series) | S1+S2 合相 |
| TI TPS652xx 系列 | Buck1//Buck2 |
| MPS MPQ/MPS 系列 | 多相并联 |
| ADI PMIC | 多相控制模式 |
在寄存器或固定配置中,各 Buck 输出会自动交错相位且具备电流主动均流功能。
方式 2:手动并联(无均流控制)— 不推荐但可实现
对于不支持 parallel 模式的 PMIC,要硬并联输出必须满足:
A. 输出电压要完全一致
必须保证 1mV 级误差
否则一个 Buck 会“吃掉”整个负载
B. 输出电流要自动均流
若 PMIC 无均流环路,通常需要加入:
小值均流电阻(0.5–10mΩ)
或 主动均流电路(AMP 校流)
C. 反馈补偿要兼容
否则环路会互相影响导致:
震荡
丢相
次谐振
D. 软启动曲线一致
否则启动阶段会出现“劫持负载”现象。
这类方式工程风险大,一般不建议商用产品采用。
三、典型电路结构(并联 Buck 输出)
1. 并联模式(带均流)
Buck1 --- L1 ---+ +---- Vout (大电流)Buck2 --- L2 ---+
PMIC内部或控制环路保证:
电感电流交错
电流均分
输出纹波低
这种架构常做到:
2 相:10~20A
3 相:20~40A
多相:>60A
四、工程师需要注意的关键点
1. 是否支持电流均流?(最重要)
若无均流,直接并联 = 极高风险。
2. 各相电流能力是否一致?
例如 Buck1 = 4A, Buck2 = 4A
并联后可达 8A
但不能超过单相能力,否则会过热。
3. 相位交错是否由 PMIC 控制?
交错 180°/120°/90° 会显著降低纹波。
无交错则纹波叠加,对电感、电容应力大。
4. 布局(Layout)要求更严格
相电感靠近 PMIC
电流路径等长
输出汇流点在负载附近
多层铜皮散热
五、在哪些产品中会遇到?
1. 手机/平板 PMIC
大多支持多相 Buck 用于 AP/SoC
2. FPGA 电源系统
如 Xilinx、Intel SoC 需要 20–40A Vcore
3. 汽车电子 PMIC
ADI、TI Automotive PMIC 支持合相模式
4. AI 模块、路由器、高端 MCU
需要 10A–30A 低压供电
六、总结(工程师结论)
多通道 PMIC 可以用作单输出大电流 PMIC,要满足以下条件:
✔ PMIC 必须支持多相/并联模式(最佳)
✔ 自动电流均流
✔ 相位交错
✔ 启动同步
✔ 环路稳定
✔ PCB Layout 正规化
如果 PMIC 不支持原生并联输出,则硬并联是高风险方案,需要补充均流电阻、独立补偿,且难以通过可靠性测试。


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