最受歡迎數(shù)字電源控制協(xié)議-PMBus

2005年在電源領域最好的發(fā)展可能就是新的PMBus(電源管理總線)開放標準規(guī)范了。這個規(guī)范定義了一個用來控制功率轉(zhuǎn)換和管理器件的數(shù)字通信協(xié)議。參與這一協(xié)作的主要是電源和半導體公司，如ArtesynTechnologies、Astec/Emerson Network Power、Intersil、Microchip、Summit Microelectronics、TI、Volterra Semiconductor、以及Zilker Labs Inc.等。

借助PMBus，電源轉(zhuǎn)換器就可以依據(jù)一套標準命令來配置、監(jiān)控和維護。設計者可以利用PMBus命令來設置電源供應器的工作參數(shù)并監(jiān)控其工作，而且能夠在故障和工作報警發(fā)生時采取糾正措施。由于可以設置電源供應器的輸出電壓，同一個硬件只要通過重新編程就能夠提供不同的輸出電壓，而監(jiān)控和維護一個PMBus系統(tǒng)的能力則增強了其可靠性和實用性。

PMBus規(guī)范的實現(xiàn)要求電源供應器的設計及其所用IC和所要求的接口和命令相配。比如說，SMBus(系統(tǒng)管理總線)能夠在主計算機或系統(tǒng)經(jīng)理和PMBus適用設備之間進行串行通信(見圖)。作為廣受歡迎的I2C總線的一個變體，工業(yè)標準SMBus是一個幾年前為智能電池應用改進過的雙線總線。

一旦實現(xiàn)，PMBus協(xié)議將使多源電源管理產(chǎn)品能夠一起工作。OEM則將可以使用一套標準的命令集來控制遵守該標準的功率轉(zhuǎn)換器。第一個遵守PMBus規(guī)范的硬件已經(jīng)在2005年下半年出現(xiàn)，包括一個IC和兩個電源。

PMBus規(guī)范內(nèi)容

PMBus 規(guī)范有兩部分內(nèi)容。第一部分包括了常規(guī)要求，并定義了硬連線信號的傳輸、電氣接口和時序要求，第二部分則定義了PMBus的命令語言。PMBus協(xié)議涵蓋了很多種類的電源系統(tǒng)架構(gòu)和轉(zhuǎn)換器。不過，并不是所有的PMBus器件都必須支持所有可用的特性、功能和命令。此處的“器件”是指特定的電源管理產(chǎn)品，如 IC、功率轉(zhuǎn)換器和電源等等。

為了遵守PMBus規(guī)范，器件必須：1)滿足第一部分中的所有規(guī)格。2)支持至少一種第二部分中提供的非制造商特殊命令。3)執(zhí)行PMBus命令編碼中規(guī)定的功能。4)或者接受、認可并執(zhí)行一個PMBus命令，或者拒絕。5)在上電應用時，能夠在沒有和其它PMBus 器件通信的情況下安全啟動并運行。6)盡管規(guī)范中列出了一些例外，但可以使用系統(tǒng)管理總線(SMBus)進行傳輸。7)支持用來給多個PMBus器件發(fā)送命令的群組命令協(xié)議。通過一次傳輸接收這些命令。當器件探測到終止命令的STOP條件時，它們就會開始執(zhí)行接收到的命令。8)當硬連線信號狀態(tài)出現(xiàn)變化時能夠做出反應，盡管沒有特定的時間要求。9)每個PMBus器件將在其產(chǎn)品手冊中說明其輸出電壓的精度、以及能夠被設置和報告的其它參數(shù)。

該規(guī)范不涵蓋以下內(nèi)容：1)一個或一系列特殊的功率轉(zhuǎn)換器件。2)任何一個或一系列集成電路的規(guī)格。3)直接的器件至器件通信，如模擬電流共享、實時模擬或數(shù)字電壓跟蹤、以及開關頻率時鐘信號。

可選擇的功能包括：1)支持SMBus數(shù)據(jù)包糾錯(PEC)協(xié)議。2)臨時充當主控總線并和主機進行通信。3)給想要通信的主機發(fā)出通告。4)寫保護(WP)信號輸入。5)通過SMBus接口升級固件。

電氣接口

該規(guī)范對硬連線信號的電氣接口進行了描述。其中的唯一例外就是用來設置物理地址的管腳。如果用來定位管腳的電氣接口不符合該規(guī)格，該電氣接口必須在PMBus器件的產(chǎn)品手冊中有所描述。

CONTROL信號是一個功率轉(zhuǎn)換器輸入信號，用于根據(jù)通過SMBus接收到的命令而開啟或關閉器件，它可以設置成高或低電平信號。該信號是可選的，但我們推薦使用該信號。

PMBus器件可以使用管腳來進行編程或配置。器件的產(chǎn)品手冊應該對功能和任何管腳的電氣接口給出描述。這類管腳的例子如一個RESET管腳和其它用來為輸出電壓設置高或低邊際電壓的管腳。提供二進制輸入(高或低)的管腳應該有一個和該規(guī)格匹配的電氣接口。

輸出電壓和相關參數(shù)的數(shù)據(jù)命令格式

用于命令或讀取輸出電壓和相關參數(shù)的數(shù)據(jù)可以根據(jù)器件類型而選擇三種格式中的一種：1)帶一個比例因子的兩字節(jié)無符號二進制整數(shù)(在概念上類似于一個尾數(shù)和指數(shù))；2)常用微處理器的VID編碼格式；3)使用一個等式和器件提供系數(shù)的直接格式。

電源和功率轉(zhuǎn)換器一般無法知道其輸出是否已接地。不過，電源把大多數(shù)輸出電壓都當作是“正的”。因此，PMBus器件的所有輸出電壓及其相關參數(shù)都被報告成正值。