上次发了两个用MPM54524搓可调电源的帖子，绿泡泡公众号上也发了，评论区我看有不少对这个料感兴趣的，那就专门再扒一扒MPM54524这颗料，写个物料小传玩玩。上两篇传送门先放在下面
随着 5G、AI、物联网、云计算等高性能计算需求的兴起，FPGA 供电复杂度急剧上升 。如图示例某 5G 宏基站 FPGA，竟然需要 多达 13 路不同电源轨 ，对供电模块提出了：
比如多路输出通道能力；多轨间启动/关闭顺序控制；高功率密度、低噪声、小体积等综合要求。
MPM54524 是一款高度集成四通道 5A 输出电源模块。它结合了多相降压电源、I²C 数字控制、状态监控和多种保护功能，专为 FPGA/ASIC 、通信系统、光模块 等多轨精密供电应用而设计。
| 项目 | 参数说明 |
|---|---|
| 通道数 | 4 路（A/B/C/D），每路 5A，最大总输出可达 20A（并联模式） |
| 输入电压范围 | 4V ~ 16V（VIN1/VIN2 分别供给不同 Buck） |
| 输出电压范围 | 0.4V ~ 5.5V（每路均可独立配置） |
| 封装尺寸 | ECLGA-51，8mm × 8mm × 2.9mm |
| 调节频率范围 | 500kHz ~ 1000kHz |
| 遥感接口 | 支持三路差分遥感：VSA±、VSB±、VSC± |
| 输出调节方式 | 支持通过 I²C 设置 或内建 MTP （多次可编程）存储器配置 |
| 启动顺序控制 | 支持四通道独立 上电 / 关断顺序延迟配置 |
| 工作模式 | PWM / PFM 自动切换；支持并联工作（2相交错模式） |
| 保护机制 | UVLO、UVP、OVP、OCP、OTP、软启动/关断、输出放电 |
| 遥测功能 | 通过 I²C 读取：VOUT、电流、电源功耗、温度等 |
| 并联模式支持 | BuckA 与 BuckB 可做 2相交错工作，自动电流均衡；A~D 支持 AVP 被动均流 |
这个MTP就是针对不想IIC控制的用户，可以一次就写入固定的电源模式。出厂前或初次上电后永久存储配置；所有输出电压、限流值、软启动时间、故障保护等参数 均可通过 I²C 实时配置 ；出厂前或初次上电后永久存储配置，这个就先不说了。
A+B 通道并联（共享一个电感）；C+D 通道并联（同步交错），实现 10A~20A 输出电流，均流由内部控制器完成。
所有通道也可开启 AVP 模式，实现 被动电流均衡（Voltage Droop Compensation）
| 项目 | 数值 |
|---|---|
| 输入电压范围 | 4V ~ 16V |
| 每路最大输出电流 | 5A |
| 最小开启时间 | 30 ns |
| 最小关闭时间 | 120 ns |
| 输出电压精度 | ±1.5%（典型为 3.36V ±50mV） |
| VCC 输出（内部LDO） | 3.3V ±1% |
| 效率 | >90%（1.8~3.3V 负载中高） |
| 工作温度范围 | -40°C ~ +125°C |
接下来聊一下它的电源结构，就是内部是如何设计的，可以获得如此强大的性能～
这种架构非常的成熟了同步 Buck 工作在两相交替导通：
电流由 VIN → 高边 MOS → 电感 → 负载
电感储能
SW 节点为高电平（≈ VIN）
电感电流反向释放，流过 Low-Side MOS
保持输出电流连续
SW 节点为低电平（≈ GND）
因为MOSFET 替代肖特基，损耗显著降低
每通道的核心结构如下：
| 元件 | 功能说明 |
|---|---|
| High-side MOSFET | 连接到 VIN，控制导通时间以调节输出功率 |
| Low-side MOSFET | 替代传统肖特基二极管，提升效率 |
| 电感 L | 滤波与能量传输，决定电流纹波 |
| 输出电容 C | 滤除开关噪声，提供稳压输出 |
该拓扑可实现高效率、稳定控制，支持恒定频率下的 PWM 控制或轻载自动切换到 PFM 模式（省电）。
（没写完，慢慢写）
对于大电流输出（如将 BuckA 与 BuckB 并联），MPM54524 支持双相交错模式。
假设需要提供很大的输出电流，比如 20A。
可以用一颗大功率单相 Buck 拓扑输出 20A，但会遇到：高频开关损耗大；热分布不均，输出电流纹波大。
用多相（如 4 相）并联的方式输出，每相提供 5A，并在时间上错开开关时序，这就是多相交错。
| Phase | 开关时间序列（一个周期） |
|---|---|
| Phase 0 | 开始导通于 0° |
| Phase 1 | 开始导通于 90° |
| Phase 2 | 开始导通于 180° |
| Phase 3 | 开始导通于 270° |
每相之间错开 90°（360°/4），在一个开关周期内轮流导通，称为**相位交错（**phase interleaving ） 。各相的电流在时间上交错，相互抵消，输出纹波显著减小；电流由多个相分担，MOSFET 和电感温升更低，热分布更均匀。
本质上是一种为了解决“远端负载电压精度”和“多通道电流一致性”问题而引入的控制方式。遥感（Remote Sensing）是一种利用一对差分信号线，在负载端直接采样电压的方法。正常 Buck 架构中，反馈电压是从本地 PCB 输出端采样的，无法感知线损（IR Drop）；使用遥感后，反馈信号从远端负载（如 FPGA Vcore 引脚）回传，从而自动补偿压降。
MPM54524 集成了 3 组遥感差分输入 VS±
| 模块 | 拓扑类型 |
|---|---|
| BuckA ~ D | 同步降压型开关电源 |
| 并联（A+B） | 双相交错 Buck 并联 |
| 控制方式 | 峰值电流模式 PWM/PFM 切换控制 |
| 电压设定 | 数字 I²C 设置或 MTP 编程存储 |
| 电流均流机制 | 主动式均流（调制占空比）或 AVP 分压 |
| 遥感控制 | 差分远端电压反馈（负载点调节精度） |
所有性能测试条件为：
VIN = 12V，除非特别标注为 5V
Ambient 温度 = 25°C
单通道测试或多相并联测试均有涉及
测试板为官方评估板（Evaluation Board）
| 参数名称 | 描述 |
|---|---|
| Efficiency vs. Load Current | 不同输出电压条件下，随负载电流变化的效率曲线 |
| Power Loss vs. Load Current | 不同输出条件下，每通道的功耗随电流变化 |
| Thermal Derating | 随环境温度上升，每通道最大输出电流的降低曲线 |
| 参数名称 | 描述 |
|---|---|
| Load Regulation | 负载调整率（IOUT 从 0A → 5A）对输出电压的影响 |
| Line Regulation | 输入电压变化（VIN = 4V ~ 16V）下 VOUT 稳定性 |
多组 VOUT（0.85V、1.2V、1.8V、2.5V、3.3V）分别在不同频率下测试（750kHz 或 1000kHz）
分别对比不同负载：0A、2.5A、5A 这些都没有什么好说的，看图的话，尽量还在保证子啊负载模式下比较好。
| 参数名称 | 描述 |
|---|---|
| Start-Up through EN | 从 EN 使能上电时的输出电压波形 |
| Start-Up through VIN | 上电通 VIN 时的多相并联启动响应（最大至 20A） |
| Steady-State Ripple | 稳态下输出电压纹波（0A 与 5A 时测量） |
| Load Transient | 负载瞬变响应（0A → 2.5A 或 0A → 20A，斜率 2.5A/μs） |
包含 AC 耦合纹波波形（VOUT AC）
波形单位细节：20mV/div、50mV/div，2μs 或 100μs 时间基准
但是我看着是空载和带载的时候是一样的，没有什么变化。
| 参数名称 | 描述 |
|---|---|
| 4-Phase Paralleled Load Regulation | 4通道并联后 20A 输出时的负载调整率 |
| Start-Up with 20A Load (Parallel) | 四相并联、满载 20A 时的启动电压、电流和 PG 状态波形 |
输出电压与电流均衡情况评估；并联情况下负载调节能力仍优异，看手册是跑满了。
I²C 是 7-bit 地址制
通过芯片引脚 ADDR1 和 ADDR2 可配置 I²C 地址，共支持 9 个独立地址
IIC我们是熟悉的，它是一种同步协议：
[START] + [Device Addr + W] + [Reg Addr] + [Data Byte(s)] + [STOP]
Step 1: [START] + [Device Addr + W] + [Reg Addr] + [STOP]
Step 2: [START] + [Device Addr + R] + [Data Byte(s)] + [STOP]
每个寄存器地址固定，长度多为 1 byte 数据（少数多字节）
所有寄存器地址、功能、默认值，在 datasheet 的 Register Map 一章列出
| 寄存器地址 | 功能名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 0x0C | Buck Enable Register | 每个通道使能 |
| 0x15~18 | VOUTA/B/C/D 设置 | 输出电压设置（8-bit 数据） |
| 0x1C~1F | 上电顺序延迟 | 各通道的启动延迟时间 |
| 0x02~05 | 输出电流监测 | 实时读取每个通道的输出电流 |
| 0x24 | 芯片温度读取 | 温度传感器输出（单位 TBD） |
| 0x30~33 | 输出功率估算 | P = VOUT × IOUT（估算值） |
| 0x3B | 故障标志寄存器 | 各种保护故障：OVP、UVP、OCP 等状态位 |
| 0x14 | 并联控制寄存器（A+B） | 设置 A、B 通道并联 / 主从 / 相位控制 |
假如你想把 VOUTA 设置为 1.2V：
V_OUT=0.4V+CODE×Step (1)
Step ≈ 10mV
[START] + 0x20 (W) + 0x15 + 0x50 + [STOP]
| 地址 | 名称 | 描述 | 位说明 |
|---|---|---|---|
| 02h~05h | BUCKx_CURRENT/PWR_METER | Buck A~D 输出电流或功率监测 | 8bit ADC 编码，每步 125mA/125mW，满量程约 7.875A |
| 06h | BUCKx_VOLTAGE | 输出电压监测 VOUT | 每步 15mV，满量程 3.825V（255阶） |
使用 0x02~0x05 读取通道电流
使用 0x24 读取温度（需查转换公式）
使用 0x3B 读取所有故障状态位
这些可以配合 MCU 定时轮询，用于电源健康状态管理。
写入寄存器后，还可以将当前设置写入 MTP（非易失性存储器）
电源掉电后，仍然保留配置
| 地址 | 名称 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 30h | MTP_AUTO_REG | 自动写入 MTP 存储控制位（Bit7 触发） |
| 71h | ACTIVE_POS_EN_AB | 启用 Buck A/B 的 AVP（主动负载均流） |
| 73h | I2C_ADDRESS | 设置器件的 I²C 地址（写入 MTP 后生效） |
| 79h | ACTIVE_POS_EN_CD | 启用 Buck C/D 的 AVP |
我们这个片子，引脚很多，可以搭配一颗MCU来做集成：
SCL/SDA I²C 接口 接到 MCU 的 I²C（使用 10-pin 接口）这里是评估板上面给的接口，可以自己设计的时候按照自己的喜好来
EN 电源使能控制 MCU 可控制电源启动/关闭 就像负载开关一样，减少系统不必要的漏电
PG 电源输出状态反馈 接 MCU 的 GPIO 输入，判断电源是否稳定，可以在不编程的情况下获得片子的状态
ADDR1/2 地址选择 可配置不同地址，支持多个板子级联 可以使用电子开关来完成多个通道的设置
VOUTx 各通道电压输出 可测电压或接传感器/负载 如果我们想做闭环，也是可以直接测量的。
我们的MCU对片子来说，就是读写操作：
| 控制目标 | I²C 操作类型 | 寄存器地址 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 设置输出电压 | 写 | 0x15~0x18 | 0x15 = BUCKA_VOUT；值范围取决于步进（~10mV） |
| 启用输出通道 | 写 | 0x0C | 各位控制 A~~D ，1=启用，0=禁用 |
| 读取电压值 | 读 | 0x06 | 电压值，单位约 15mV（取决于寄存器映射） |
| 读取电流值 | 读 | 0x02~0x05 | 每路输出电流，单位约 125mA |
| 读取温度 | 读 | 0x24 | 芯片温度寄存器 |
| 读取故障状态 | 读 | 0x00~0x01 | STATUS_0/1 包含 UVP/OVP/PG/OTP 等位 |
这个控制上面，可以选择的芯片比较多，可以使用WCH家的串口转IIC电脑控制，也可以直接MCU的IIC控制，反正就是常规的读写，没有难度。
我们多轨电源使用的时候一些通道是有时序要求的，就是什么通道先上这样，比如FPGA/SoC 上电顺序 ；某些核心（如 VDD_CORE）必须早于 IO，靠此顺序控制。也可以避免多路瞬间启动造成供电系统电流冲击
| 信号名称 | 含义 |
|---|---|
| EN | 芯片使能信号，拉高后启动 |
| VOUTA~D | 各路 Buck 输出电压 |
| PG | Power Good，所有通道稳定后拉高 |
我们可以使用6个通道来监控这个上电过程
EN 引脚上升沿触发 MPM54524 启动逻辑；芯片内部软启动状态机开始生效
每个通道都有一个独立的启动延迟，定义在寄存器 0x19~0x1C：
| 通道 | 启动延迟设置寄存器 | 默认状态 |
|---|---|---|
| Buck A | 0x19 | 0 ms |
| Buck B | 0x1A | 1 ms |
| Buck C | 0x1B | 2 ms |
| Buck D | 0x1C | 3 ms |
|  |
所以在图中看到 VOUTA、B、C、D 分别在 EN 拉高后延迟约 0~3ms 顺序启动。
每个通道输出电压呈现斜坡上升；软启动时间由寄存器 0x13 控制，通常为 1~5ms。最小的颗粒度是0.5ms
作用：限制冲击电流；防止负载突变。
每通道都有 Power-Good 判断窗口（±7% 默认）
当全部通道输出电压进入规定范围：PG 引脚（Open-Drain）拉高 → 表示“系统电源稳定”；若某一通道出现 UV、OV、OTP、OCP → PG 会拉低。
from mpm54524_controller import MPM54524Controller
ctrl = MPM54524Controller()
# 设置 Buck A~D 启动延迟（单位：0.5ms 每步）
ctrl.i2c_write_byte(0x19, 0x00) # BuckA 延迟 0
ctrl.i2c_write_byte(0x1A, 0x01) # BuckB 延迟 0.5ms
ctrl.i2c_write_byte(0x1B, 0x02) # BuckC 延迟 1.0ms
ctrl.i2c_write_byte(0x1C, 0x03) # BuckD 延迟 1.5ms
ctrl.close()
更加的方便控制
上面一直说反馈引脚，反馈引脚的，什么东西？
但是如果使用：外部 MCU 以电压模拟方式调节 VOUT，以及多芯片共用反馈路径或使用传统模拟反馈方式。 可以切换为 外部电阻分压设置方式（External Divider ） 。
VOx：某路 BUCK 输出（例如 VOUTA）
VSx+ / VSx- ：反馈检测正负端（每个 BUCK 对应一组）
VFB ：内部参考电压，由寄存器配置（可为 0.6V、0.7V 等）
VREF （即 VFB ） ：反馈输入设定点，通常为 0.6V
R1/R2：反馈分压比
当启用外部分压反馈后： 芯片内部 ADC 读取的是 VFB 电压，而不是 VOUT。所以此时读回的电压值不再是 VOUTx，而是 0.6V 参考点。
总结一下：MPM54524 在 高集成、多通道、并联能力、电磁兼容、封装优化 等方面的全方位优势，适合：5G 通信、AI 终端、边缘计算、无人机、AR/VR、摄像系统等小型高算力场景；尤其适合面向复杂供电系统，尤其是电压多样、时序严格、电流差异大的高端应用。
