引言：傳統的供電設計，是將開關MOS管、同步MOS管和驅動IC單獨放置（外置電源開關），不僅占據PCB面積大，寄生效應也難以控制，降低了電流的整體轉換效率，這對于對供電要求越來越高的處理器而言，成為一個必須解決的問題。所以為了解決外置電源開關的痛點，Smart Power Stage開始出現并廣泛應用，智能功率級是比較專業的名稱，各個廠商的同類型產品均叫智能功率級。

1.結構組成

如圖7-1所示，按照DC-DC的結構層級，智能功率級由2+3部分組成，即Driver+MOS，簡稱DrMOS。其芯片內部集成兩個（或更多個并聯的形式）高性能的MOS和驅動及控制單元，通過優化設計的內部結構和驅動控制，能夠實現高效率、高功率密度以及良好的散熱性能。嚴密的控制和保護邏輯使其能輕松兼容主流的前級控制器，適用于CPU，GPU以及POL的電源設計。

圖7-1：DrMOS結構

因為集成式DC-DC在大電流場景發熱嚴重，散熱性能也不夠優秀，而單片DrMOS使電源系統能夠大幅度提高功率密度、效率和散熱性能，DrMOS模塊以超快速度切換，與外置功率MOS相比，大大降低了SW節點走線長度和MOS間互聯長度，最大程度減少寄生電感、電容影響，降低系統整體尺寸，同時降低了功率損耗和開關節點過沖，同時還提供過溫保護OTP、過壓保護、過流保護、故障報告等等，這也是智能功率級的智能所在。

圖7-2：典型DrMOS的內部結構

如圖7-2所示是DrMOS內部結構，紅色框內是DrMOS獨立供電模塊，黃色框內是將輸入PWM轉換為上下Driver的控制信號，藍色框內是驅動器，綠色框內是電流感測，從結構可以看出支持同時從主回路和續流回路檢測，1部分是報警/指示邏輯，2部分是短路檢測。

TMON引腳可以在過溫，過流，HSS（高邊短路）等狀況時輸出高電平，GL是低側MOSFET驅動器引腳，可連接到測試點，以便觀察波形。PHASE是開關節點，可以用于自舉電容連接。PWM引腳是3.3V（也有5.0V）邏輯電平PWM輸入，電平為高時控制MOSFET導通，三態時關閉兩個MOSFET，低電平時使同步MOSFET導通，VDRV是給兩個驅動器的供電。

2.關鍵參數和特性

智能功率級也是一種普適型器件，需要和搭配各類型控制器，所以其輸入信號兼容3.3V/5V電平，且支持三態信號以實現不同工作模式的控制。在死區時間，傳輸延遲和驅動邊沿的調整使其可以高效安全運行。

3.應用場景和選型要點

智能功率級產品主要用于12V輸入和小于2V輸出的應用，并且其內部功率器件（MOSFET）是不對稱的，以匹配預期工作范圍內的預期占空比，然后將內部驅動器與MOSFET匹配，以最大化效率（主要是盡量減少開關損耗）。

智能功率級主要應用場景集中在服務器、存儲、數據通信、電信和消費者應用，為CPU/GPU/SoC/ASIC/內存的電源軌供電。針對高性能同步降壓應用而優化的集成功率級解決方案，這些器件提供了出色的功率轉換效率和熱性能、高功率密度以及低寄生參數，智能功率級產品組合的峰值電流范圍從20A到90A，可設計多種功率組合。精確的輸出電流和溫度遙測也有助于顯著提高系統智能和處理器性能。從而實現了最佳的功率密度和快速保護功能，使終端系統在整個壽命期內實現可靠和穩健的工作。

選型要點主要集中在：

1：電流承載

2：功率損耗

3：Min on和Min off

4：PWM驅動邏輯

5：智能功能需求