用于控制和监视MAX20734开关稳压器的PMBus协议

MAX20734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。

MAX20734 PMBus接口概述

MAX20734完全集成开关稳压器包括串行总线 （PMBus™），支持高级稳压器监测和控制功能。本应用笔记涵盖MAX20734 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。

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MAX20734 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

MAX20734 PMBus协议

写入/读取格式

MAX20734 PMBus接口支持单字节、双字节（字）寄存器读/写、块读以及发送字节协议。表 1 到表 6 显示了用于所有受支持的格式 操作。请注意，数据包错误检查可用于任何事务。表 7 显示了 MAX20734 PMBus命令代码写入WRITE_PROTECT寄存器 （Reg_0h） 的 0x10h 禁用 写保护功能和0x20H打开对所有寄存器的写保护，但 操作和VOUT_COMMAND寄存器。

表 1.读取字节格式

 

# 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

 

表 2.写入字节格式

 

# 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

 

表 3.阅读单词格式

 

# 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

 

表 4.编写单词格式

 

# 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

 

表 5.发送字节格式

 

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

 

表 6.块读取格式

 

# 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	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

 

表1至表6 图例

 

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MAX20734 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。 

表 7.MAX20734 PMBus命令代码

 

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	RW	1	00小时	OE_INT	0	0	0	0	0	0	0
02小时	2	ON_OFF_CONFIG	RO	1	1Fh	0	0	0	1	1	1	1	1
03小时	3	CLEAR_FAULTS	WO	0
10小时	16	WRITE_PROTECT	RW	1	20小时			PROT_ENABLE
1兆位	27	SMBALERT_MASK	RW	2	不适用	警报掩码 [7：0]		警报掩码[15：8]
20小时	32	VOUT_MODE	RO	1	17小时	0	0	0	1	0	1	1	1
21小时	33	VOUT_COMMAND	RW	2	C_SELA	VDAC[7：0]								0	0	0	0	0	0	VDAC[9：8]
24小时	36	VOUT_MAX	RW	2	0280小时	VMAX[7：0]								0	0	0	0	0	0	VMAX[9：8]
78小时	120	STATUS_BYTE	RO	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	RO	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	呵呵/ 努	输入	生产商_ 特定	权力_ 好	0	0	0
7安	122	STATUS_VOUT	RO	1	00小时	OVP_FLT	0	0	UVP_FLT	沃特玛 X_FLT	0	0	0
7兆位	123	STATUS_IOUT	RO	1	00小时	OCP_FLT	0	0	0	0	0	0	0
7通道	124	STATUS_INPUT	RO	1	00小时	回复	0	0	FUVLO_FLT	FUVLO_FLT	0	0	0
7分位	125	STATUS_TEMPERATURE	RO	1	00小时	OTP_FLT	0	0	0	0	0	0	0
7呃	126	STATUS_CML	RO	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	RO	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	RO透	2	不适用	VINADC_AVE[7：0]									0	0	0	0	0	VINADC_AVE[9：8]
8兆位	139	READ_VOUT	RO	2	不适用	VADC_AVE[7：0]									0	0	0	0	0	VADC_AVE[9：8]
8通道	140	READ_IOUT	RO	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	RO	2	不适用	TADC_AVE[7：0]								0	0	0	0	0	0	TADC_AVE[9：8]
99小时	152	MFR_ID	BLK	5	不适用	ASCII“马克西姆”（十六进制代码 56h， 4Ch，N54h， 52h）
9兆位	155	MFR_REVISION	BLK	1	不适用	ASCII “F” （十六进制代码 31H）
D1h	209	MFR_VOUT_MIN	RW	2	0133小时	VMIN[7：0]								0	0	0	0	0	0	VMIN[9：8]
D2h	210	MFR_DEVSET1	RW	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	RW	2	03A6h	VRATE[1：0]		HICCUP_EN	RSVD	RSVD	RSVD	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中的值为 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MAX20734地址

MAX20734 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。

表 8.MAX20734 PMBus地址字节

 

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

MAX20734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。

表 9.STATUS_WORD

 

字节	位号	状态位名称	意义
低	7	BUSY	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	CML	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	IOUT/POUT	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），因为 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）和其他输出电压相关命令 是一个 2 位无符号变量。输出电压公式如下：

 

（公式1）

（公式2）

（公式3）

 

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 并覆盖这些设置。可以通过这两个更改的其他系统参数 配置寄存器包括电源良好延迟时序、过热调节 保护限值、输出电压命令斜坡速率和过流保护模式。这 重新通电后，覆盖参数将恢复为默认值。

表 10.PGMA （R_SELA）

 

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
2	2.67	3	PMBus 从地址 1010 001b
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

 

MFR_DEVSET2（Reg_D3h（位1：0））用于对软启动时序进行编程，如表11所示。

表 11.软启动时序

 

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。

表 12.启动电压

 

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。

表 13.OCP 设置

 

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，如图所示 在表 14 中。

表 14.过热关断限制

 

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（位14：13））用于对内部增益设置进行编程，如表15所示。

表 15.内部增益设置

 

R获得[1:0]	R获得（毫欧姆）
00b	0.8
01b	3.2
10b	1.6
11b	6.4

 

启动电压至输出电压命令斜坡速率

MFR_DEVSET2（Reg_D3h（位 7：6））用于将引导电压编程为输出电压命令 斜坡速率如表16所示。

表 16.输出电压斜坡率

 

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））用于设置开关频率，如表17所示。

表 17.频率寄存器

 

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（位2：1））用于对tSTAT时间进行编程，如表18所示。

表 18.t统计注册

 

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（位5））用于对输出电流过流模式进行编程，如表19所示。

表 19.过流保护模式

 

代码（二进制）	OCP 模式
0b	恒流
1b	呃逆

 

读取遥测数据

MAX20734提供结温、输出电流、输入电压和 检测引脚上的电压。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

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

 

（公式4）

 

其中： m = 111 – 3.4 x D b = 3461 - 114 x D

D = V外/V在
a = 0.013
TJ= 结温读数（单位：°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。

 

（公式5）

 

读取输出电压

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

 

READ VOUT = REG_8Bh (BITS 9:0) × 2N (VOLTS)

（公式6）

 

读取输入电压

读取 V在返回以伏特为单位的输入电压。数据采用 PMBus 直接格式，m = 3592， b = 0，R = -2。

 

（公式7）

 

ARA READ/PMBus Alert

MAX20734支持SMBus 2.0中描述的报警响应地址（ARA）协议。 规范。有关更多详细信息，请参阅 SMBus 2.0 规范附录 A。

PMBus 警报引脚

MAX20734 SMALERT引脚支持SMBus 2.0规范中描述的SMBALERT#信号。故障 断言警报线为低的条件如下：

任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位在 STATUS_CML 中拉出低 SMALERT 引脚。

任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK STATUS_VOUT中拉低 SMALERT 引脚的位。

任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位在STATUS_IOUT中拉低 SMALERT 引脚。

任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位都会在 STATUS_TEMPERATURE 中拉出低 SMALERT 引脚。

任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位在 STATUS_MFR_SPECIFIC 中拉低 SMALERT 引脚。

任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK的位都会在 STATUS_INPUT 中拉出低 SMALERT 引脚。

PMBus 消息的持续时间比预期的要长。

SMBALERT_MASK用于防止警告或故障情况触发SMALERT引脚。命令 用于阻止状态位或位导致SMALERT引脚置位的格式（写字）如表20所示。掩码字节中的位与相应状态寄存器中的位对齐。

表 20.SMBALERT_MASK命令数据包格式

 

# 位	1	7	1	1	8	1	8	1	8	1	1
	S	PMBus地址	W	S-ACK	SMBALERT_MASK命令代码	S-ACK	Status_x命令代码	S-ACK	掩码字节	S-ACK	P

 

释放SMALERT引脚的两种方法如下：

CLEAR_FAULTS命令

ARA （参考 SMBus 规范 2.0）

审核编辑：郭婷