电源系统通信支持数字电源发展
其他接口线路也可能是双向的。用于所有三条总线的时钟线路可能需要是双向的。如果需要从设备进行时钟伸展,则时钟线路是双向的。当从设备需要更多时间来接收数据位时,或在其他情况中,需要时间以确定是否应知道命令时,会出现时钟伸展。在跨越隔离边界的多主机设计中,时钟线路始终是双向的。
SMBAlert 线路和 PMBus Control 线路都不是双向的。从设备控制 SMB 告警线路,不需要知道其他设备是否正在向某些设备发出警报。当主机设备已经知晓告警状态,告警的从设备将使 SMB 告警线路进入工作状态。PMBus Control 线路将主机设备连接到一个或多个从设备上,它不是双向总线。
同步降压型 PMBus 示例
图 2 显示了降压转换器的一个简化示例,其使用了 PMBus 通信。示例中出现的可选的总线保护电路适用于 PMBus 不起作用 (go off-board) 的情况。大多数情况下,不需要可选电路。uC 或 DSP 可监控各种模拟输入,其中包括 Vin、Vout、平均电流及稳定。目前的测量方法是使用电感器的 ESR 以及电热调节器的数字控制器提供的信息来补偿温度。在测量电流强度与温度的过程中,数字控制器可以在允许的范围内操作电源转换器。使用 PMB 告警线路,控制器可通知系统状态是否接近操作限制。可将 PMBus Control 连接到输入数字控制器中的中断输入。这样,通过对数字控制进行编程来提高其采取适当措施的速度。在任何情况下,电源都必须是可靠的,能够保护自己。新一代的数字电源设备 UCD7K 已经集成了以全时模式保护功率级的安全电路。此外,这些专用驱动器还集成了许多特殊的功能,如偏置调节器 (bias regulator) 及运算放大器等,以便为数字控制器供电,并帮助进行信号调节。
数字控制器如该图所示,拥有适当的 PWM 分辨率来实现稳压,2 ns 或更高水平。当这种能力与 PMBus 命令集相结合时,系统就会适应实时响应。面向电源控制的数字控制器新家族成员 UCD9K 现已推出。这些数字控制器拥有非常高的 PWM 分辨率,不需要以非常高的频率运行系统时钟。此外,它们还拥有 PMBus 支持。数字方式的闭环优势是,数字控制可以选择预先配置的适合当前工作要求的环路补偿方程。这些环路补偿方程可以在制造期间配置,或者可以实时调节。无论采用哪一种方法,PMBus 都能提供可完成这项任务的通信方法。
结论
应使用适当的通信总线进行电源控制与配置,以便满足特定需要。尽管有一些标准能够满足少量电源通信要求,但是电源独一无二的要求需要某种程度的修改。此外,类似于电池管理,电源必须自身提供全时保护。我们定义了
PMBus,以满足电源通信的要求。它不仅满足了在制造过程中进行配置和通信的需要,而且还提供了与电源解决方案进行通信的系统,而不会引发大量的开销。PMBus 将会显著加速数字电源的普及。
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