用于控制和监视MAX20743/MAX20730开关稳压器的PMBus协议

MAX20743/MAX20730是完全集成的开关稳压器，包括串行总线（PMBus），支持高级稳压器监视和控制功能。本应用笔记介绍了用于控制和监视IC的串行接口协议。

MAX20743/MAX20730 PMBus接口概述

MAX20743/MAX20730完全集成的开关稳压器包括串行总线 （PMBus™），支持高级调压阀监测和控制功能。本应用笔记涵盖MAX20743/MAX20730 通过 PMBus 制造修订命令将 F 报告为修订版的硅。PMBus 接口支持 PMBus 1.2 和 SMBus 2.0 规范的子集。有关这些规格的更多信息，请访问 www.pmbus.org 和 www.smbus.org。支持以下 PMBus 功能：

静态 PMBus 地址编程，采用外部电阻器

符合大功率 SMBus 直流规范

支持 PMBus 协议

写入字节/字

读取字节/字

发送字节

块读取

数据包错误检查机制支持

短信警报# 信号

监控功能

通过MAX20743/MAX20730 PMBus接口提供以下监测功能：

各种故障状态

使用R_SEL配置电阻器编程参数

输入电压

输出电压

结温

输出电流

控制功能

过热故障阈值

输出电流故障阈值

输出电压命令

输出电压最小和最大阈值

操作：开和关配置

调节电源良好延迟时序

软启动定时

频率

过流保护模式

内部增益值

输出电压指令斜坡速率

MAX20743/MAX20730 PMBus协议

写入/读取格式

MAX20743/MAX20730 PMBus接口支持单字节、双字节（字）寄存器读/写、块读取以及发送字节协议。表 1 到表 6 显示了用于所有受支持操作的格式。请注意，数据包错误检查可用于任何事务。表7给出了MAX20743/MAX20730 PMBus命令代码。写入WRITE_PROTECT寄存器（Reg_0h）的0x10h禁用写保护功能，0x20h打开除OPERATION和VOUT_COMMAND寄存器之外的所有寄存器的写保护。

 

# 位	1	7	1	1	8	1	1	7	1	1	8	1	1
	S	PMBus地址	W	S-ACK	命令	S-ACK	S	PMBus地址	R	M-ACK	数据字节	M-纳克	P

# 位	1	7	1	1	8	1	8	1	1
	S	PMBus地址	W	S-ACK	命令	S-ACK	数据字节	S-ACK	P

# 位	1	7	1	1	8	1	1	7	1	1	8	1	8	1	1
	S	PMBus地址	W	S-ACK	命令	S-ACK	S	PMBus地址	R	S-ACK	数据字节低	M-ACK	数据字节高	M-纳克	P

# 位	1	7	1	1	8	1	8	1	8	1	1
	S	PMBus地址	W	S-ACK	命令	S-ACK	数据字节低	S-ACK	数据字节高	S-ACK	P

# 位	1	7	1	1	8	1	1
	S	PMBus地址	W	S-ACK	命令	S-ACK	P

# 位	1	7	1	1	8	1	1	7	1	1	8	1
	S	PMBus地址	W	S-ACK	命令	S-ACK	S	PMBus地址	R	S-ACK	字节计数 = N	M-ACK
					8	1	8		1		8	1	1
					数据字节 1	M-ACK	数据字节 2		M-ACK	...	数据字节 N	M-纳克	P

S	启动条件：时钟和数据线最初为高电平。数据转换低电平，时钟高电平。时钟转换低电平。
P	停止条件：时钟和数据线最初为低电平。时钟转换高，而数据低。数据转换率高。
R	读取位（逻辑高电平）
W	写入位（逻辑低电平）
命令	相关的MAX20743/MAX20730 PMBus寄存器
S-ACK	从属确认
M-ACK	师父致谢
M-纳克	大师不承认

 

注1.数据包错误检查 （PEC） 可与这些命令结合使用。
注2.PEC 是 CRC-8 错误检查字节，根据所有消息字节计算。
注3. OEN 信号不需要很高即可通过 PMBus 接口进行通信。

 

命令代码	12 月	命令名称	类型	大小	违约	低字节								高字节
01小时	1	操作	乌尔曼	1	00小时	OE_INT	0	0	0	0	0	0	0
02小时	2	ON_OFF_CONFIG	反渗透	1	1Fh	0	0	0	1	1	1	1	1
03小时	3	CLEAR_FAULTS	窝	0
10小时	16	WRITE_PROTECT	乌尔曼	1	20小时			PROT_ENABLE
1兆铢	27	SMBALERT_MASK	乌尔曼	2	不适用	警报掩码 [7：0]		警报掩码[15：8]
20小时	32	VOUT_MODE	反渗透	1	17小时	0	0	0	1	0	1	1	1
21小时	33	VOUT_COMMAND	乌尔曼	2	C_SELA	VDAC[7：0]								0	0	0	0	0	0	VDAC[9：8]
24小时	36	VOUT_MAX	乌尔曼	2	0280小时	VMAX[7：0]								0	0	0	0	0	0	VMAX[9：8]
78小时	120	STATUS_BYTE	反渗透	1	00小时	忙	关闭#	VOUT_OV_FAULT	IOUT_OC_FAULT	VIN_UV_FAULT	临时	三氯联	不适用
79小时	121	STATUS_WORD	反渗透	2	0000小时	忙	关闭#	VOUT_OV_FAULT	IOUT_OC_ 故障	VIN_UV_FAULT	临时	三氯联	不适用	VOUT	嘴/噘嘴	输入	MFR_SPECIFIC	POWER_GOOD	0	0	0
7安	122	STATUS_VOUT	反渗透	1	00小时	OVP_FLT	0	0	UVP_FLT	VOUTMAX_FLT	0	0	0
7兆铢	123	STATUS_IOUT	反渗透	1	00小时	OCP_FLT	0	0	0	0	0	0	0
7通道	124	STATUS_INPUT	反渗透	1	00小时	回复	0	0	FUVLO_FLT	FUVLO_FLT	0	0	0
7分位	125	STATUS_TEMPERATURE	反渗透	1	00小时	OTP_FLT	0	0	0	0	0	0	0
7呃	126	STATUS_CML	反渗透	1	00小时	无效/ 支持 CMD	无效/ 支持 数据	不對 佩克	0	0	0	其他 通讯 故障	0
80小时	128	STATUS_MFR_SPECIFIC	反渗透	1	00小时	VOUTMIN_ 外语	SEALR_FLT	RADC_ 外语	AUVLO_FLT	升压故障	VXSHORT _外语	VSN_ VSP_ 外语	LDO_OFF
88小时	136	READ_VIN	反渗透	2	不适用	VINADC_AVE[7：0]									0	0	0	0	0	VINADC_AVE[9：8]
8兆铢	139	READ_VOUT	反渗透	2	不适用	VADC_AVE[7：0]		0	0	0	0	0	VADC_AVE[9：8]
8通道	140	READ_IOUT	反渗透	2	不适用	IADC_AVE[7：0]								0	0	0	0	0	0	IADC_AVE[9：8]
8分位	141	READ_TEMPERATURE_1	反渗透	2	不适用	TADC_AVE[7：0]								0	0	0	0	0	0	TADC_AVE[9：8]
99小时	152	MFR_ID	大牌	5	不适用	ASCII“马克西姆”（十六进制代码 56h， 4Ch，N54h， 52h）
9兆铢	155	MFR_REVISION	大牌	1	不适用	ASCII “F” （十六进制代码 31H）
D1h	209	MFR_VOUT_MIN	乌尔曼	2	0133小时	VMIN[7：0]								0	0	0	0	0	0	VMIN[9：8]
D2h	210	MFR_DEVSET1	乌尔曼	2	2061小时	0	OCP[1：0]		摩擦焊[2：0]			统计[1：0]		0	瑞金[1：0]		一次性密码[1：0]		0	视频启动[1：0]
D3h	211	MFR_DEVSET2	乌尔曼	2	03A6h	流浪[1：0]		HICCUP_EN	回复	回复	回复	SFT_START[1：0]		0	0	0	0	0	万向镜[2：0]
RW = 读写，RO = 只读，WO = 只写，BLK = 块读取。VBOOT[1：0] MFR_DEVSET1中的值由外部电容器 （C_SELA） 编程，等于二进制值 00b，此处表示 V靴子= 0.65V。

 

配置MAX20743/MAX20730地址

MAX20743/MAX20730 PMBus地址通过R_SELA设置。可以有八个唯一地址，如图所示 在表 8 中。

 

PMBus 地址 （PMAD）	常量/变量
(6)（MSB）	常量 = 1
(5)	常量 = 0
(4)	常量 = 1
(3)	常量 = 0
(2)	R_SELA_bit2
(1)	R_SELA_bit1
(0)	R_SELA_bit0

 

状态报告

MAX20743/MAX20730支持图1所示的状态寄存器。使用 CLEAR_FAULTS 命令 以清除已设置的任何故障位，并清除器件的SMALERT引脚输出。CLEAR_FAULTS命令不会导致因故障情况而锁定的设备重新启动。要在锁存故障后重新启动，必须重新通电。如果重新通电后故障仍然存在，则再次设置故障位。

STATUS_BYTE包含最重要的故障和警告。STATUS_WORD包含两个 字节的信息。STATUS_WORD的低字节与STATUS_BYTE相同，并且 高字节包含有关设备状态的其他信息。

图1.状态寄存器摘要。

 

字节	位号	状态位名称	意义
低	7	忙	断言故障是因为设备繁忙且无法响应。
	6	关闭#	如果单元未向输出供电，则断位，无论原因如何，包括未启用。
	5	VOUT_OV_FAULT	发生输出过压故障。
	4	IOUT_OC_FAULT	发生输出过流故障。
	3	VIN_UV_FAULT	发生输入欠压故障。
	2	温度	发生了温度故障。
	1	三氯联	发生通信、内存或逻辑故障。
	0	不适用	不适用
高	7	VOUT	发生输出电压故障。
	6	嘴/噘嘴	发生输出电流故障。
	5	输入	发生输入电压、输入电流或输入电源故障。
	4	MFR_SPECIFIC	发生了制造商特定的故障或警告。
	3	POWER_GOOD#	如果设置了此位，则电源不好。
	2	不适用	不适用
	1	不适用	不适用
	0	不适用	不适用

 

控制

操作/开和关配置

OPERATION 命令用于在 OE 引脚为低电平的情况下打开 （0x80h） 和关闭 （0x0h），由固定为 0x1Fh 的ON_OFF_CONFIG确定。

输出电压控制

以下寄存器用于与输出电压相关的配置设置。所有格式都处于线性模式，N = -9，在 V 中表示外模式寄存器 （Reg_20h） 值为 0x17h。输出电压命令 （Reg_21h） 和其他与输出电压相关的命令是一个 2 位无符号变量。输出电压公式如下：

 

 

配置寄存器

PGMA 和 PGMB 配置电阻器和电容器用于配置 PMBus 地址、软启动时序、启动电压过流保护限值、内部增益设置和频率。有两个 PMBus 寄存器（MFR_DEVSET1 和 MFR_DEVSET2）可用于检查和覆盖这些设置。这两个配置寄存器可以更改的其他系统参数包括电源良好延迟时序调节、过热保护限值、输出电压命令斜坡速率和过流保护模式。通电后，覆盖参数将恢复为默认值。

MFR_DEVSET2 （Reg_D3h） 用于对软启动时序进行编程，如表 11 所示。

 

不。	电阻 （千分电阻）	SS 时间（毫秒）	私有地址 （1010_XXXX）
1	1.78	3	PMBus 从地址 1010 000b
3	4.02	3	PMBus 从地址 1010 010b
4	6.04	3	PMBus 从地址 1010 011b
5	9.09	3	PMBus 从地址 1010 100b
6	13.3	3	PMBus 从地址 1010 101b
7	20	3	PMBus 从地址 1010 110b
8	30.9	3	PMBus 从地址 1010 111b
9	46.4	1.5	PMBus 从地址 1010 000b
10	71.5	1.5	PMBus 从地址 1010 001b
11	107	1.5	PMBus 从地址 1010 010b
12	162	1.5	PMBus 从地址 1010 011b

SFT-开始[1：0]	软启动时间（毫秒）
00b	0.75
01b	1.5
10b	3
11b	6

 

MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位9：8））用于读取引导电压，如表12所示。

 

V靴子[1:0]	V靴子电压 （V）
00b	0.6484
01b	0.8984
10b	1.0
11b	不适用

 

其他系统参数

过流保护

过流保护MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位6：5））用于设置正负过流起始和箝位电平，如表13所示。

 

OCP[1：0]	OCP 设置
00b	设置 0
01b	设置 1
10b	设置 2
11b	设置 3

 

温度控制

MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位12：11））用于对过热触发电平进行编程，如表14所示。

 

一次性密码[1：0]	过温（°C）
00b	150
01b	130
10b	不适用
11b	不适用

 

内部增益设置

MFR_DEVSET1 （Reg_D2h） 用于对内部增益设置进行编程，如表 15 所示。

 

R获得[1:0]	R获得（毫欧姆）MAX20743	R获得（毫欧姆）MAX20730
00b	0.45	0.9
01b	1.80	3.6
10b	0.90	1.8
11b	3.60	7.2

 

启动电压至输出电压命令斜坡速率

MFR_DEVSET2（Reg_D3h（位7：6））用于将引导电压设置为输出电压命令斜坡速率，如表16所示。

 

V率[1:0]	V率（毫伏/微秒）
00b	4
01b	2
10b	1
11b	不适用

 

频率

MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位4：2））用于对开关频率进行编程，如表17所示。

 

FSW[2：0 ]	频率（千赫）
000b	400
001b	500
010B/011B	600
100b	700
101b	800
110B/111B	900

 

调节电源良好延迟时序

MFR_DEVSET1（Reg_D2h）用于对tSTAT时间进行编程，如表18所示。

 

统计 [1：0]	统计时间 （μs）
00b	2000
01b	125
10b	62.5
11b	32

 

输出电流过流模式

MFR_DEVSET2 （Reg_D3h）用于设置输出电流过流模式，如表19所示。

 

代码（二进制）	OCP 模式
0b	恒流
1b	呃逆

 

读取遥测数据

MAX20743/MAX20730提供检测引脚的结温、输出电流、输入电压和电压报告。使用直接反馈时，检测引脚上的电压等于V外. 当反馈中有一个分压器时，检测引脚上的电压按分压比成比例。

读取输出电流

读取 IOUT 返回以安培为单位的输出电流。数据采用 PMBus DIRECT 格式，R = -1，m 和 b 定义如下。

其中（MAX20743）：
m = 94.8 - 1.82 x D
b = 5014 - 97.6 x D
D = 输出电压/ VIN
a = 0.018
TJ = 结温读数，单位为 °C

其中（MAX20730）：
m = 153 + 5.61 x D
b = 4976 - 131 x D
D = 输出电压/输入电压
a = 0.013
TJ = 结温读数，单位为 °C

读取温度

读取温度返回结温（以°C为单位）。 数据采用 PMBus 直接格式，带有 m = 21，b = 5887，R = -1。

读取输出电压
读取 VOUT 返回以伏特为单位的输出电压。数据采用 PMBus 线性格式，N = -9。

读取电压输出 = REG_8Bh（位 9：0） × 2N（伏特）

读取输入电压

读取 VIN 返回以伏特为单位的输入电压。数据采用PMBus DIRECT格式，m = 3597、b = 0和R = -2 （MAX20743），m = 3609， b = 0， R = -2 （MAX20730）。

审核编辑：郭婷