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使用PMBus指令与数字电源转换器进行交互

2018-07-27 14:17:06 来源:电子发烧友

数字电源转换极大地降低了产品设计人员的设计风险,并增加了设计灵活性。

数字电源转换极大地降低了产品设计人员的设计风险,并增加了设计灵活性。图1显示了数字电源转换器的基本功能块,有了这些功能块就可以通过编辑参数来调节如输入、输出电压和电流限值之类关键设置,从而避免了因修改参数而必须重新焊接模拟替代元器件的需要。

数字电源

图1:数字电源转换器的参数是通过写入寄存器来确定的。

作为与转换器寄存器进行交互的方式,PMBus规范提供了一个便利的平台。PMBus从流行的系统管理总线(SMBus)规范发展而来,因此依赖包含控制、数据和时钟信号的I2C总线物理连接。当然,相比SMBus和I2C,PMBus具有大量增强功能,如超时功能带来的额外强大性能,以及错误检查和故障处理功能,以降低噪声灵敏度。

PMBus是数字电源时代的自然产物,适合与所有类型的数字转换器通信,包括像中间总线转换器(IBC)和非隔离式负载点转换器这样的AC/DC前端电源、隔离式DC/DC稳压器。诸如MurataD1U54P-W-650-12-HBxC系列AC/DC前端转换器或CUINDM2Z-25负载点(POL)转换器之类器件,带有集成PMBus端口,允许设备直接连接到总线,从而实现与主机控制器的信息交换。这可以是外部系统,如自动测试设备(ATE)或提供一个GUI来配置和监控电源元件的PC软件,或者是能实时管理电源的嵌入式控制器。

另一方面,还有大量符合PMBus规范的电源管理IC(PMIC),如MaximMAX34451,它们能连接到PMBus,并能监控多个转换器。图2所示MAX34451能支持16个通道的电压或电流监控、12个通道的定序和裕量管理,以及多至5个温度传感器。电流监控可以通过如AllegroMicrosystemsACS723隔离式电流检测IC之类设备来实现。

转换器

图2:PMBus兼容PMIC可以监视和控制POL转换器阵列。

PMBus规范旨在最大限度地提高用户的灵活性。为此,符合规范的设备必须能够在没有PMBus控制器的情况下独立启动,并能够自动加载默认设置;设备可以通过PMBus配置一次,然后在整个设备生命周期一直运行下去,或由系统软件实时管理。若需要,远程更新也可在现场进行,以帮助降低设备拥有成本。

该规范定义了大量指令,以便让主机与连接的设备交互。但是,这些设备不一定要支持所有指令才会被认可为PMBus兼容。当选择设备时,检查支持的指令集很重要。另一方面,规范允许厂商创建特定指令,例如控制给定设备的特有或差异化的功能。值得注意的还有主机通知功能,它允许连接的设备警告控制器需要注意的问题。虽然许多设备都支持该功能,但对于PMBus设备,该功能是可选的。

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