从 CPU 到 ASIC，算力竞赛带来的电源挑战
比特币挖矿经历了“CPU → GPU → ASIC”三步迭代。哈希率（Hashrate）越快，单位时间可挖到的币越多，但功耗也随之指数级飙升。全球范围内，矿场的电费已多次被诟病“相当于一个小国的用电量”。当电力成本持续抬升，能源效率就成了生死线。电路设计如果只靠后端的冷却风扇或中央空调，不仅噪声大、占地广，还抬高了 CAPEX 和 OPEX。巧妙之处在于前端——直流/直流控制器的选择与搭配，直接把功率链的热、压、流三大痛点一次性打包解决。
散热是利润的天花板：外置 MOSFET VS 集成 MOSFET
ASIC 芯片在 0.9 V 母线上跑 15 A 以上是常态。器件密度高、热量积聚快，传统散热片只能在表面做文章，无法深入热源核心。实验数据显示：
- 集成功率级的降压转换器 TPS548B22，满载温升高达 55.6 °C；
- 外部 MOSFET 的降压控制器 LM27402，满载仅 43 °C。
原因并非巧合：MOSFET 放在封装外部，可扩大与控制器间距，降低热耦合，同时允许大面积铜箔或液冷板直接吸附热量。矿机 7×24 小时运转，每一次意外停机都意味着区块奖励打水漂。一个低温、低开销的电源方案，往往就能把比特币挖矿机设计抬升成高端竞品。
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输出功率升级：高输出电压与高占空比缺一不可
为了在更小空间塞进更多 ASIC，板级电源树普遍采用“12 V 总线 → 降压 → ASIC 串联”结构。每串 ASIC 串得越多，总功率需求越高，若降压级输出电压受限，势必推动电流飙升，引发线损和散热恶性循环。
- LM27402 支持高达 18.6 V 输出，最大占空比 95%；
- 输入 12 V 时，可在母线上稳定拉到 11.4 V；
串联 10～12 组 ASIC 也能轻松满足，电流下降带来线损直降、板级温升再降。
对比实验矿机部署结果：
- 旧方案：集成转换器输出 9 V，电流 170 A，PCB 温度逼近 85 °C；
- 新方案：外置 MOSFET 控制器输出 11.4 V，电流 134 A，PCB 温度下降至 70 °C，整机功耗腰斩。
由此可见，优化直流/直流控制器可一线贯穿“高输出电压 + 高占空比”两大关键词，电能转化效率与整机可靠性同步上涨。
实战问答：95% 工程师都会提到的疑惑
Q1：外置 MOSFET 会不会增加 BOM 数量，反而降低可靠性？
A：在 LR 这层本就不富裕的空间里多做布局确实要权衡。但若选用 DrMOS 或 Power Stage 模组，外部器件数量仅 1～2 颗，热可靠性、EMI 水平都优于传统集成模块，整体失效率反而更低。
Q2：高输出电压会不会把 ASIC 烤坏？
A：11 V 是线路电压，经过 VRM 之后到 ASIC 核心是 0.9～1.0 V。只要后端点负载稳压器选得够快够准，电压纹波 <1%，就不会反灌高纹波。
Q3：我已有 54 V 机房母线，LM27402 还能用吗？
A：查规格书，LM27402 最高接 20 V，54 V 需要二级降压（先从中压总线降到 12 V）。TI 的后续宽输入型号 LM5145 支持到 100 V，可直接一步到 12 V。
Q4：对环境温度 45 °C 的老矿场，外置 MOSFET 会不会“外热”更厉害？
A：外部 FET 本身就是热源，但可借助 铝挤散热器 + 风道 或 浸没式液冷 把热量快速带走；相比之下，集成芯片受封装限制更被动。
Q5：新版本 PCB 要重新布板吗？
A：电源树几乎不动，只需给外置 MOSFET 预留焊盘 + 散热过孔；原有开关节点走线避免返工。
Q6：降本路线怎么选？
A：可将多并联 MOSFET 换成 堆叠 DrMOS，单价略高，两颗即可驱动 60 A，散热省一层铜。电流够用就直接省掉并联，直接省事省钱。
写在最后：把电源做薄，才能把利润做厚
比特币行业瞬息万变，算力竞赛像豪车冲刺，油门都是持续拉高。相比后端堆空调、扩厂房，前端用 高效率直流/直流控制器 + 外置 MOSFET 的方案把功率链一度电掰开两度涨效率，相当于把矿机利润直接打到纳米级优化点。下一轮牛市来临之前，把电源散热和功率输出一次做到位，才是真正“跑赢能耗曲线”的硬核秘密。