DRMOS电源

一、介绍

DRMOS（Driver-MOSFET）电源芯片的核心原理是将MOSFET（场效应晶体管）、驱动IC及相关元件集成在单一封装内，通过高效控制MOSFET的开关状态，实现对输入电压的转换、稳定输出，为CPU、GPU等核心器件供电。

二、传统供电

 理解DRMOS，先了解传统供电

在DRMOS出现之前，主板的CPU供电（VRM）通常采用分离式设计：

PWM控制器：大脑，发出控制指令。

驱动芯片：接收大脑指令，专门负责驱动MOSFET开关。

MOSFET：真正的开关，分为上桥和下桥，通过极高频率的开关（每秒数十万次）来精确调节输出给CPU的电压和电流。

这种设计的问题是，元件分散，占用PCB空间大，信号传输路径长，会产生更多的发热和能量损耗。

三、 核心组成

DRMOS的核心优势在于“高度集成”，减少了外部元件的寄生参数（如电阻、电容、电感），从而提升效率和稳定性。主要组成包括：

- MOSFET（功率开关管）：通常集成1个高侧MOSFET（与输入电压连接）和1个低侧MOSFET（与地连接），负责“导通/切断”电流，是电压转换的执行元件。

- 驱动IC（Driver IC）：接收来自外部主控芯片（如PWM控制器）的信号，放大后驱动MOSFET的栅极，控制其开关速度和时机，避免MOSFET因驱动不足导致损耗。

- 辅助元件：内置自举二极管、滤波电容等，简化外部电路设计，进一步降低寄生效应。

 

四、 工作原理（三步实现电压转换）

DRMOS本质是一款“同步Buck降压转换器”（主流应用场景），通过高频开关MOSFET，将高电压（如12V）降至低电压（如1-2V，适配CPU需求），核心流程如下：

1. 接收控制信号：外部主控芯片输出PWM（脉冲宽度调制）信号，告知DRMOS需要输出的电压值。

2. 控制MOSFET开关：

- 当高侧MOSFET导通、低侧MOSFET关断时，输入电压通过高侧MOSFET给电感充电，电感储存能量，同时向负载（如CPU）供电。

- 当高侧MOSFET关断、低侧MOSFET导通时，电感释放储存的能量，继续向负载供电，避免输出电压中断。

3. 稳定输出电压：通过反馈电路实时检测输出电压，调整PWM信号的占空比（高电平时间占比），从而控制MOSFET的导通/关断时长，最终输出稳定的目标电压。

 

四. 核心优势

高效率：

由于驱动芯片和MOSFET紧密集成在一起，极大地缩短了信号传输路径，降低了开关过程中的延迟和损耗。

这意味着更少的电能被浪费成热量，更多的电能被有效输送给了CPU。

MOSFET开关速度更快，尤其在高频工作时（如500kHz以上），效率比传统分立方案高5%-10%

低温低发热：

效率高意味着自身发热量低。

更低的温度意味着供电模块工作更稳定，寿命更长，并且对主板散热的要求也降低了。

高功率密度：

“三合一”的封装形式使其体积非常小巧。

在同样大小的PCB空间内，可以布置更多相数的供电。这就是为什么现在主流主板动辄采用12+1相、甚至16+1相供电的原因。更多相数可以分担负载，让每相供电工作压力更小，温度更低，输出电流更平稳。

响应速度快：

高度集成化使得它对CPU瞬间的电流需求（例如突然高负载）响应更快，能提供更稳定的电压，有利于超频和系统稳定性

- 高稳定性：减少外部元件干扰，驱动IC与MOSFET匹配更优，降低了过流、过热风险，适合为高功耗、高电流需求的核心器件供电。

 

五、DRMOS的应用场景

主板CPU供电：这是DRMOS最广泛的应用领域。中高端主板几乎全部采用DRMOS方案。

显卡GPU供电：高端显卡也为GPU核心和显存采用类似的集成供电方案。

服务器和数据中心：对效率和可靠性要求极高的领域。