最受歡迎數字電源控制協議-PMBus

2005年在電源領域最好的發展可能就是新的PMBus(電源管理總線)開放標準規范了。這個規范定義了一個用來控制功率轉換和管理器件的數字通信協議。參與這一協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，電源轉換器就可以依據一套標準命令來配置、監控和維護。設計者可以利用PMBus命令來設置電源供應器的工作參數并監控其工作，而且能夠在故障和工作報警發生時采取糾正措施。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，而監控和維護一個PMBus系統的能力則增強了其可靠性和實用性。

PMBus規范的實現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(系統管理總線)能夠在主計算機或系統經理和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，PMBus協議將使多源電源管理產品能夠一起工作。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換器。第一個遵守PMBus規范的硬件已經在2005年下半年出現，包括一個IC和兩個電源。

PMBus規范內容

PMBus 規范有兩部分內容。第一部分包括了常規要求，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協議涵蓋了很多種類的電源系統架構和轉換器。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品，如 IC、功率轉換器和電源等等。

為了遵守PMBus規范，器件必須：1)滿足第一部分中的所有規格。2)支持至少一種第二部分中提供的非制造商特殊命令。3)執行PMBus命令編碼中規定的功能。4)或者接受、認可并執行一個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)盡管規范中列出了一些例外，但可以使用系統管理總線(SMBus)進行傳輸。7)支持用來給多個PMBus器件發送命令的群組命令協議。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，它們就會開始執行接收到的命令。8)當硬連線信號狀態出現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。

該規范不涵蓋以下內容：1)一個或一系列特殊的功率轉換器件。2)任何一個或一系列集成電路的規格。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數據包糾錯(PEC)協議。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格，該電氣接口必須在PMBus器件的產品手冊中有所描述。

CONTROL信號是一個功率轉換器輸入信號，用于根據通過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格匹配的電氣接口。

輸出電壓和相關參數的數據命令格式

用于命令或讀取輸出電壓和相關參數的數據可以根據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無符號二進制整數(在概念上類似于一個尾數和指數)；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的直接格式。

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