用于控制和监视MAX20743/MAX20730开关稳压器的PMBus协议

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。本应用笔记介绍了MAX20743/MAX20730芯片，通过PMBus制造修订命令报告F作为修订版。PMBus 接口支持 PMBus 1.2 和 SMBus 2.0 规范的子集。

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	在	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	在	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	在	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	在	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	在	S-ACK	命令	S-ACK	P

# 位	1	7	1	1	8	1	1	7	1	1	8	1
	S	PMBus地址	在	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。

 

Command Code	Dec	Command Name	Type	Size	Default	Low Byte								High Byte
01h	1	OPERATION	RW	1	00h	OE_INT	0	0	0	0	0	0	0
02h	2	ON_OFF_CONFIG	RO	1	1Fh	0	0	0	1	1	1	1	1
03h	3	CLEAR_FAULTS	WO	0
10h	16	WRITE_PROTECT	RW	1	20h			PROT_ENABLE
1Bh	27	SMBALERT_MASK	RW	2	N/A	ALERT-MASK [7:0]		ALERT-MASK[15:8]
20h	32	VOUT_MODE	RO	1	17h	0	0	0	1	0	1	1	1
21h	33	VOUT_COMMAND	RW	2	C_SELA	VDAC[7:0]								0	0	0	0	0	0	VDAC[9:8]
24h	36	VOUT_MAX	RW	2	0280h	VMAX[7:0]								0	0	0	0	0	0	VMAX[9:8]
78h	120	STATUS_BYTE	RO	1	00h	BUSY	OFF#	VOUT_OV_FAULT	IOUT_OC_FAULT	VIN_UV_FAULT	TEMP	CML	N/A
79h	121	STATUS_WORD	RO	2	0000h	BUSY	OFF#	VOUT_OV_FAULT	IOUT_OC_ FAULT	VIN_UV_FAULT	TEMP	CML	N/A	VOUT	IOUT/POUT	INPUT	MFR_SPECIFIC	POWER_GOOD	0	0	0
7Ah	122	STATUS_VOUT	RO	1	00h	OVP_FLT	0	0	UVP_FLT	VOUTMAX_FLT	0	0	0
7Bh	123	STATUS_IOUT	RO	1	00h	OCP_FLT	0	0	0	0	0	0	0
7Ch	124	STATUS_INPUT	RO	1	00h	RSVD	0	0	FUVLO_FLT	FUVLO_FLT	0	0	0
7Dh	125	STATUS_TEMPERATURE	RO	1	00h	OTP_FLT	0	0	0	0	0	0	0
7Eh	126	STATUS_CML	RO	1	00h	INVALID/ UNSUPPORTED CMD	INVALID/ UNSUPPORTED DATA	INCORRECT PEC	0	0	0	OTHER COMM FAULT	0
80h	128	STATUS_MFR_SPECIFIC	RO	1	00h	VOUTMIN_ FLT	SEALR_FLT	RADC_ FLT	AUVLO_FLT	BOOST-FAULT	VXSHORT _FLT	VSN_ VSP_ FLT	LDO_OFF
88h	136	READ_VIN	RO	2	N/A	VINADC_AVE[7:0]									0	0	0	0	0	VINADC_AVE[9:8]
8Bh	139	READ_VOUT	RO	2	N/A	VADC_AVE[7:0]		0	0	0	0	0	VADC_AVE[9:8]
8Ch	140	READ_IOUT	RO	2	N/A	IADC_AVE[7:0]								0	0	0	0	0	0	IADC_AVE[9:8]
8Dh	141	READ_TEMPERATURE_1	RO	2	N/A	TADC_AVE[7:0]								0	0	0	0	0	0	TADC_AVE[9:8]
99h	152	MFR_ID	BLK	5	N/A	ASCII "MAXIM"(HEX CODES 56h, 4Ch,n54h, 52h)
9Bh	155	MFR_REVISION	BLK	1	N/A	ASCII "F" (HEX CODE 31h)
D1h	209	MFR_VOUT_MIN	RW	2	0133h	VMIN[7:0]								0	0	0	0	0	0	VMIN[9:8]
D2h	210	MFR_DEVSET1	RW	2	2061h	0	OCP[1:0]		FSW[2:0]			TSTAT[1:0]		0	RGAIN[1:0]		OTP[1:0]		0	VBOOT[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	IMAX[2:0]
RW = Read Write, RO = Read Only, WO = Write Only, BLK = Block Read. VBOOT[1:0] values in MFR_DEVSET1 are programmed by the external capacitor (C_SELA ) and equal to binary value 00b, here representing VBOOT = 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。CLEAR_FAULTS命令用于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，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）
00摄氏度	0.75
01摄氏度	1.5
10摄氏度	3
11摄氏度	6

 

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

 

在靴子[1:0]	在靴子电压 （V）
00摄氏度	0.6484
01摄氏度	0.8984
10摄氏度	1.0
11摄氏度	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
00摄氏度	设置 0
01摄氏度	设置 1
10摄氏度	设置 2
11摄氏度	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）
00摄氏度	150
01摄氏度	130
10摄氏度	不适用
11摄氏度	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
00摄氏度	0.45	0.9
01摄氏度	1.80	3.6
10摄氏度	0.90	1.8
11摄氏度	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。

 

在率[1:0]	在率（毫伏/微秒）
00摄氏度	4
01摄氏度	2
10摄氏度	1
11摄氏度	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）
000摄氏度	400
001摄氏度	500
010B/011B	600
100摄氏度	700
101摄氏度	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）
00摄氏度	2000
01摄氏度	125
10摄氏度	62.5
11摄氏度	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
0摄氏度	恒流
1摄氏度	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。

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

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）。

ARA READ/PMBus Alert

MAX20743/MAX20730支持SMBus 2.0规范中描述的报警响应地址（ARA）协议。有关更多详细信息，请参阅 SMBus 2.0 规范附录 A。

PMBus 警报引脚

MAX20743/MAX20730 SMALERT引脚支持SMBus 2.0规范中描述的SMBALERT#信号。断言警报线为低的故障条件如下：

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。用于阻止一个或多个状态位导致SMALERT引脚置位的命令格式（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。

 

# 位	1	7	1	1	8	1	8	1	8	1	1
	S	PMBus地址	在	阿克	SMBALERT_MASK命令代码	阿克	Status_x命令代码	阿克	掩码字节	阿克	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