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最受歡迎數(shù)字電源控制協(xié)議-PMBus
2012-07-29
借助PMBus，電源轉(zhuǎn)換器就可以依據(jù)一套標(biāo)準(zhǔn)命令來(lái)配置、監(jiān)控和維護(hù)。設(shè)計(jì)者可以利用PMBus命令來(lái)設(shè)置電源供應(yīng)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(bào)警發(fā)生時(shí)采取糾正措施。由于可以設(shè)置電源供應(yīng)器的輸出電壓，同一個(gè)硬件只要通過(guò)重新編程就能夠提供不同的輸出電壓，而監(jiān)控和維護(hù)一個(gè)PMBus系統(tǒng)的能力則增強(qiáng)了其可靠性和實(shí)用性。
PMBus規(guī)范的實(shí)現(xiàn)要求電源供應(yīng)器的設(shè)計(jì)及其所用IC和所要求的接口和命令相配。比如說(shuō)，SMBus(系統(tǒng)管理總線(xiàn))能夠在主計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)經(jīng)理和PMBus適用設(shè)備之間進(jìn)行串行通信(見(jiàn)圖)。作為廣受歡迎的I2C總線(xiàn)的一個(gè)變體，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SMBus是一個(gè)幾年前為智能電池應(yīng)用改進(jìn)過(guò)的雙線(xiàn)總線(xiàn)。
一旦實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的命令集來(lái)控制遵守該標(biāo)準(zhǔn)的功率轉(zhuǎn)換器。第一個(gè)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(gè)IC和兩個(gè)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(xiàn)信號(hào)的傳輸、電氣接口和時(shí)序要求，第二部分則定義了PMBus的命令語(yǔ)言。PMBus協(xié)議涵蓋了很多種類(lèi)的電源系統(tǒng)架構(gòu)和轉(zhuǎn)換器。不過(guò)，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(mǎn)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(rèn)可并執(zhí)行一個(gè)PMBus命令，或者拒絕。5)在上電應(yīng)用時(shí)，能夠在沒(méi)有和其它PMBus 器件通信的情況下安全啟動(dòng)并運(yùn)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(xiàn)(SMBus)進(jìn)行傳輸。7)支持用來(lái)給多個(gè)PMBus器件發(fā)送命令的群組命令協(xié)議。通過(guò)一次傳輸接收這些命令。當(dāng)器件探測(cè)到終止命令的STOP條件時(shí)，它們就會(huì)開(kāi)始執(zhí)行接收到的命令。8)當(dāng)硬連線(xiàn)信號(hào)狀態(tài)出現(xiàn)變化時(shí)能夠做出反應(yīng)，盡管沒(méi)有特定的時(shí)間要求。9)每個(gè)PMBus器件將在其產(chǎn)品手冊(cè)中說(shuō)明其輸出電壓的精度、以及能夠被設(shè)置和報(bào)告的其它參數(shù)。
該規(guī)范不涵蓋以下內(nèi)容：1)一個(gè)或一系列特殊的功率轉(zhuǎn)換器件。2)任何一個(gè)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(shí)時(shí)模擬或數(shù)字電壓跟蹤、以及開(kāi)關(guān)頻率時(shí)鐘信號(hào)。
可選擇的功能包括：1)支持SMBus數(shù)據(jù)包糾錯(cuò)(PEC)協(xié)議。2)臨時(shí)充當(dāng)主控總線(xiàn)并和主機(jī)進(jìn)行通信。3)給想要通信的主機(jī)發(fā)出通告。4)寫(xiě)保護(hù)(WP)信號(hào)輸入。5)通過(guò)SMBus接口升級(jí)固件。
電氣接口
該規(guī)范對(duì)硬連線(xiàn)信號(hào)的電氣接口進(jìn)行了描述。其中的唯一例外就是用來(lái)設(shè)置物理地址的管腳。如果用來(lái)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(cè)中有所描述。
CONTROL信號(hào)是一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器輸入信號(hào)，用于根據(jù)通過(guò)SMBus接收到的命令而開(kāi)啟或關(guān)閉器件，它可以設(shè)置成高或低電平信號(hào)。該信號(hào)是可選的，但我們推薦使用該信號(hào)。
PMBus器件可以使用管腳來(lái)進(jìn)行編程或配置。器件的產(chǎn)品手冊(cè)應(yīng)該對(duì)功能和任何管腳的電氣接口給出描述。這類(lèi)管腳的例子如一個(gè)RESET管腳和其它用來(lái)為輸出電壓設(shè)置高或低邊際電壓的管腳。提供二進(jìn)制輸入(高或低)的管腳應(yīng)該有一個(gè)和該規(guī)格匹配的電氣接口。
輸出電壓和相關(guān)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(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)可以根據(jù)器件類(lèi)型而選擇三種格式中的一種：1)帶一個(gè)比例因子的兩字節(jié)無(wú)符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)(在概念上類(lèi)似于一個(gè)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(gè)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(wú)法知道其輸出是否已接地。不過(guò)，電源把大多數(shù)輸出電壓都當(dāng)作是“正的”。因此，PMBus器件的所有輸出電壓及其相關(guān)參數(shù)都被報(bào)告成正值。
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