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详解电源办理总线(PMBus)数字电源敞开规范协议

PMBus(电源管理总线)开放标准规范定义了一个用来控制功率转换和管理器件的数字通信协议。在供电要求较复杂的系统中,通常使用多个DC/DC转换器来产生不

PMBus(电源办理总线)敞开规范规范界说了一个用来操控功率转化和办理器材的数字通讯协议。在供电要求较杂乱的体系中,一般运用多个DC/DC转化器来发生不同的半导体器材所需求的供电要求。导致一个显着成果便是在产品设计、出产测验及日常运用的过程中,操控和监测这些电源将变得愈加杂乱。

现在,许多高性能DC/DC转化器依然经过无源元件发生的模拟信号来进行操控。即便选用最先进的电源电路拓扑,也不得不运用外部的电位器和电容来调理比如发动时刻、输出电压值及开关频率等参数,并且这些参数不能随时更改。

PMBus是一种敞开型规范的数字电源办理协议。可经过界说传输和物理接口以及指令言语来完结变换器与其他设备的通讯。PMBus的传输层是根据低成本的SMBus(体系办理总线)的1.1版别,这是个功用健旺、契合工业现场运用规范的I2C串行总线的版别,具有分组校验和主机告诉的功用。

PMBus承继了SMBus的SMBALERT信号,该信号可使隶属设备中止体系主机对总线的操控,此方法一方面减少了体系主机的担负,使主机在大多数时刻内进行闭环操控;另一方面比用专门的微操控器来查询的方法更灵敏。此外,PMBus协议将隶属设备的默许装备数据保存在永久性存储器内或许在硬件上设置好,在上电的过程中,不需经过总线通讯来得到初始装备信息,缩短了发动时刻,也减少了一部分总线数据传输。除了SMBus的时钟、数据及中止线之外,PMBus协议还规则了两种与电源转化设备一起运用的硬件信号,一个是与总线宣布的指令一起运用的操控信号,用于发动和封闭单个隶属设备;另一个是可选的“写保护”信号,用于避免更改隶属设备存储器中的数据。

与其他总线不同的是PMBus的主控设备不是专门的集成电路,这给进行电源办理的主控设备选型供给了灵敏性。当电源体系比较巨大时,能够选用PC机装备相应的数据收集板卡来完结各种办理功用,而关于较小的电源体系则能够是单板上现成的微处理器、一些额定的低成本的微操控器或许是PLD器材中的一些门。在产品开发的不同阶段,能够运用不同的设备作为PMBus的主机。在单板设计阶段,一台便携式电脑能够作为总线主机;而在产品实践运用时,则运用板上主处理器中的一些硬件资源来操控PMBus总线。在开发阶段,能够经过PMBus总线动态修正隶属设备中的设定值和装备,关于不同的电源体系,能够学习相同的PMBus总线装备,只需修正某些特定数据。终究经过测验的设定值和装备经过写保护功用永久保存在隶属设备的存储器之中。图1所示为一个根据PMBus的数字电源办理典型衔接结构图。


图1根据PMBus的数字电源办理典型衔接结构图

PMBus的通讯是依照一个简略的指令集进行的。每个数据包包括一个地址字节、一个指令字节、若干个数据字节,以及一个可选的包检验码字节。图2所示为一个主机到转化器的信息传输。主机运用独自的“开端”和“中止”来标明进程开端和完毕。而隶属设备则运用独自的位来承认收到的每个字节。


图2一个主机到转化器的信息传输示意图

与其他总线协议不同的是,PMBus总线不会等候专门的“履行”指令,隶属设备在收到“中止”信号后,当即处理并履行指令,契合电源办理的快速性要求。因为在开发之初就考虑到其敞开性和超前性,PMBus总线协议支撑的指令集能够供给两个指令的扩展,该扩展能够有效地答应双字节指令。一个扩展留给PMBus设备的出产商,另一扩展则因为协议自身的后续晋级和修订。实践运用中,PMBus协议简略有用的指令集使得电源办理程序的编写愈加快速、简洁。负载点转化器的电压时序操控的完结便是很好的比如。上电时序操控对应着有两个PMBus指令,TON_DE2LAY指令设定了转化器等候开端上电的时刻,而TON_RISE则设定了从零增加到设定输出值的时刻。所以,用户能够经过相关软件即可对每个转化器的发动推迟和上升时刻进行设定。相同,关于掉电时序操控,也有对应的掉电推迟指令TOFF_DELAY和下降时刻TOFF_FALL设定。清楚明了,关于整个供电体系的发动和掉电的时序操控一般只需求4个PMBus指令来设定。PMBus现已得到了业界的认可。

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