用于控制和監(jiān)視MAX20743/MAX20730開關(guān)穩(wěn)壓器的PMBus協(xié)議
MAX20743/MAX20730完全集成的開關(guān)穩(wěn)壓器包括串行總線（PMBus?），支持高級調(diào)壓閥監(jiān)測和控制功能。本應(yīng)用筆記介紹了MAX20743/MAX20730芯片，通過PMBus制造修訂命令報(bào)告F作為修訂版。PMBus 接口支持 PMBus 1.2 和 SMBus 2.0 規(guī)范的子集。
支持以下 PMBus 功能：
符合大功率 SMBus 直流規(guī)范
支持 PMBus 協(xié)議
寫入字節(jié)/字
讀取字節(jié)/字
發(fā)送字節(jié)
塊讀取
數(shù)據(jù)包錯誤檢查機(jī)制支持
短信警報(bào)# 信號
監(jiān)控功能
通過MAX20743/MAX20730 PMBus接口提供以下監(jiān)測功能：
各種故障狀態(tài)
使用R_SEL配置電阻器編程參數(shù)
輸入電壓
輸出電壓
結(jié)溫
輸出電流
控制功能
過熱故障閾值
輸出電流故障閾值
輸出電壓命令
輸出電壓最小和最大閾值
操作：開和關(guān)配置
調(diào)節(jié)電源良好延遲時序
軟啟動定時
頻率
過流保護(hù)模式
內(nèi)部增益值
輸出電壓指令斜坡速率
MAX20743/MAX20730 PMBus協(xié)議
寫入/讀取格式
MAX20743/MAX20730 PMBus接口支持單字節(jié)、雙字節(jié)（字）寄存器讀/寫、塊讀取以及發(fā)送字節(jié)協(xié)議。表 1 到表 6 顯示了用于所有受支持操作的格式。請注意，數(shù)據(jù)包錯誤檢查可用于任何事務(wù)。表7給出了MAX20743/MAX20730 PMBus命令代碼。寫入WRITE_PROTECT寄存器（Reg_0h）的0x10h禁用寫保護(hù)功能，0x20h打開除OPERATION和VOUT_COMMAND寄存器之外的所有寄存器的寫保護(hù)。
| # 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 | 數(shù)據(jù)字節(jié) | M-納克 | P |
| # 位 | 1 | 7 | 1 | 1 | 8 | 1 | 8 | 1 | 1 |
| S | PMBus地址 | 在 | S-ACK | 命令 | S-ACK | 數(shù)據(jù)字節(jié) | 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 | 數(shù)據(jù)字節(jié)低 | M-ACK | 數(shù)據(jù)字節(jié)高 | M-納克 | P |
| # 位 | 1 | 7 | 1 | 1 | 8 | 1 | 8 | 1 | 8 | 1 | 1 |
| S | PMBus地址 | 在 | S-ACK | 命令 | S-ACK | 數(shù)據(jù)字節(jié)低 | S-ACK | 數(shù)據(jù)字節(jié)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 | 字節(jié)計(jì)數(shù) = N | M-ACK | ||
| 8 | 1 | 8 | 1 | 8 | 1 | 1 | |||||||
| 數(shù)據(jù)字節(jié) 1 | M-ACK | 數(shù)據(jù)字節(jié) 2 | M-ACK | ... | 數(shù)據(jù)字節(jié) N | M-納克 | P | ||||||
| S | 啟動條件：時鐘和數(shù)據(jù)線最初為高電平。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換低電平，時鐘高電平。時鐘轉(zhuǎn)換低電平。 |
| P | 停止條件：時鐘和數(shù)據(jù)線最初為低電平。時鐘轉(zhuǎn)換高，而數(shù)據(jù)低。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率高。 |
| R | 讀取位（邏輯高電平） |
| W | 寫入位（邏輯低電平） |
| 命令 | 相關(guān)的MAX20743/MAX20730 PMBus寄存器 |
| S-ACK | 從屬確認(rèn) |
| M-ACK | 師父致謝 |
| M-納克 | 大師不承認(rèn) |
注1.數(shù)據(jù)包錯誤檢查 （PEC） 可與這些命令結(jié)合使用。
注2.PEC 是 CRC-8 錯誤檢查字節(jié)，根據(jù)所有消息字節(jié)計(jì)算。
注3. OEN 信號不需要很高即可通過 PMBus 接口進(jìn)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地址通過R_SELA設(shè)置。可以有八個唯一地址，如圖所示 在表 8 中。
| PMBus 地址 （PMAD） | 常量/變量 |
| (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 |
狀態(tài)報(bào)告
MAX20743/MAX20730支持圖1所示的狀態(tài)寄存器。CLEAR_FAULTS命令用于清除已設(shè)置的任何故障位，并清除器件的SMALERT引腳輸出。CLEAR_FAULTS命令不會導(dǎo)致因故障情況而鎖定的設(shè)備重新啟動。要在鎖存故障后重新啟動，必須重新通電。如果重新通電后故障仍然存在，則再次設(shè)置故障位。
STATUS_BYTE包含最重要的故障和警告。STATUS_WORD包含兩個字節(jié)的信息。STATUS_WORD的低字節(jié)與STATUS_BYTE相同，高字節(jié)包含有關(guān)設(shè)備狀態(tài)的其他信息。
圖1.狀態(tài)寄存器摘要。
| 字節(jié) | 位號 | 狀態(tài)位名稱 | 意義 |
| 低 | 7 | 忙 | 斷言故障是因?yàn)樵O(shè)備繁忙且無法響應(yīng)。 |
| 6 | 關(guān)閉# | 如果單元未向輸出供電，則斷位，無論原因如何，包括未啟用。 | |
| 5 | VOUT_OV_FAULT | 發(fā)生輸出過壓故障。 | |
| 4 | IOUT_OC_FAULT | 發(fā)生輸出過流故障。 | |
| 3 | VIN_UV_FAULT | 發(fā)生輸入欠壓故障。 | |
| 2 | 溫度 | 發(fā)生了溫度故障。 | |
| 1 | 三氯聯(lián) | 發(fā)生通信、內(nèi)存或邏輯故障。 | |
| 0 | 不適用 | 不適用 | |
| 高 | 7 | VOUT | 發(fā)生輸出電壓故障。 |
| 6 | 嘴/噘嘴 | 發(fā)生輸出電流故障。 | |
| 5 | 輸入 | 發(fā)生輸入電壓、輸入電流或輸入電源故障。 | |
| 4 | MFR_SPECIFIC | 發(fā)生了制造商特定的故障或警告。 | |
| 3 | POWER_GOOD# | 如果設(shè)置了此位，則電源不好。 | |
| 2 | 不適用 | 不適用 | |
| 1 | 不適用 | 不適用 | |
| 0 | 不適用 | 不適用 |
控制
操作/開和關(guān)配置
OPERATION 命令用于在 OE 引腳為低電平的情況下打開 （0x80h） 和關(guān)閉 （0x0h），由固定為 0x1Fh 的ON_OFF_CONFIG確定。
輸出電壓控制
以下寄存器用于與輸出電壓相關(guān)的配置設(shè)置。所有格式都處于線性模式，N = -9，在 V 中表示外模式寄存器 （Reg_20h） 值為 0x17h。輸出電壓命令 （Reg_21h） 和其他與輸出電壓相關(guān)的命令是一個 2 位無符號變量。輸出電壓公式如下：
配置寄存器
PGMA 和 PGMB 配置電阻器和電容器用于配置 PMBus 地址、軟啟動時序、啟動電壓過流保護(hù)限值、內(nèi)部增益設(shè)置和頻率。有兩個 PMBus 寄存器（MFR_DEVSET1 和 MFR_DEVSET2）可用于檢查和覆蓋這些設(shè)置。這兩個配置寄存器可以更改的其他系統(tǒng)參數(shù)包括電源良好延遲時序調(diào)節(jié)、過熱保護(hù)限值、輸出電壓命令斜坡速率和過流保護(hù)模式。通電后，覆蓋參數(shù)將恢復(fù)為默認(rèn)值。
MFR_DEVSET2 （Reg_D3h） 用于對軟啟動時序進(jìn)行編程，如表 11 所示。
| 不。 | 電阻 （千分電阻） | SS 時間（毫秒） | 私有地址 （1010_XXXX） |
| 1 | 1.78 | 3 | PMBus 從地址 1010 000b |
| 3 | 4.02 | 3 | PMBus 從地址 1010 010b |
| 4 | 6.04 | 3 | PMBus 從地址 1010 011b |
| 5 | 9.09 | 3 | PMBus 從地址 1010 100b |
| 6 | 13.3 | 3 | PMBus 從地址 1010 101b |
| 7 | 20 | 3 | PMBus 從地址 1010 110b |
| 8 | 30.9 | 3 | PMBus 從地址 1010 111b |
| 9 | 46.4 | 1.5 | PMBus 從地址 1010 000b |
| 10 | 71.5 | 1.5 | PMBus 從地址 1010 001b |
| 11 | 107 | 1.5 | PMBus 從地址 1010 010b |
| 12 | 162 | 1.5 | PMBus 從地址 1010 011b |
| SFT-開始[1：0] | 軟啟動時間（毫秒） |
| 00攝氏度 | 0.75 |
| 01攝氏度 | 1.5 |
| 10攝氏度 | 3 |
| 11攝氏度 | 6 |
MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位9：8））用于讀取引導(dǎo)電壓，如表12所示。
| 在靴子[1:0] | 在靴子電壓 （V） |
| 00攝氏度 | 0.6484 |
| 01攝氏度 | 0.8984 |
| 10攝氏度 | 1.0 |
| 11攝氏度 | 不適用 |
其他系統(tǒng)參數(shù)
過流保護(hù)
過流保護(hù)MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位6：5））用于設(shè)置正負(fù)過流起始和箝位電平，如表13所示。
| OCP[1：0] | OCP 設(shè)置 |
| 00攝氏度 | 設(shè)置 0 |
| 01攝氏度 | 設(shè)置 1 |
| 10攝氏度 | 設(shè)置 2 |
| 11攝氏度 | 設(shè)置 3 |
溫度控制
MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位12：11））用于對過熱觸發(fā)電平進(jìn)行編程，如表14所示。
| 一次性密碼[1：0] | 過溫（°C） |
| 00攝氏度 | 150 |
| 01攝氏度 | 130 |
| 10攝氏度 | 不適用 |
| 11攝氏度 | 不適用 |
內(nèi)部增益設(shè)置
MFR_DEVSET1 （Reg_D2h） 用于對內(nèi)部增益設(shè)置進(jìn)行編程，如表 15 所示。
| R獲得[1:0] | R獲得（毫歐姆）MAX20743 | R獲得（毫歐姆）MAX20730 |
| 00攝氏度 | 0.45 | 0.9 |
| 01攝氏度 | 1.80 | 3.6 |
| 10攝氏度 | 0.90 | 1.8 |
| 11攝氏度 | 3.60 | 7.2 |
啟動電壓至輸出電壓命令斜坡速率
MFR_DEVSET2（Reg_D3h（位7：6））用于將引導(dǎo)電壓設(shè)置為輸出電壓命令斜坡速率，如表16所示。
| 在率[1:0] | 在率（毫伏/微秒） |
| 00攝氏度 | 4 |
| 01攝氏度 | 2 |
| 10攝氏度 | 1 |
| 11攝氏度 | 不適用 |
頻率
MFR_DEVSET1（Reg_D2h（位4：2））用于對開關(guān)頻率進(jìn)行編程，如表17所示。
| FSW[2：0 ] | 頻率（千赫） |
| 000攝氏度 | 400 |
| 001攝氏度 | 500 |
| 010B/011B | 600 |
| 100攝氏度 | 700 |
| 101攝氏度 | 800 |
| 110B/111B | 900 |
調(diào)節(jié)電源良好延遲時序
MFR_DEVSET1（Reg_D2h）用于對tSTAT時間進(jìn)行編程，如表18所示。
| 統(tǒng)計(jì) [1：0] | 統(tǒng)計(jì)時間 （μs） |
| 00攝氏度 | 2000 |
| 01攝氏度 | 125 |
| 10攝氏度 | 62.5 |
| 11攝氏度 | 32 |
輸出電流過流模式
MFR_DEVSET2 （Reg_D3h）用于設(shè)置輸出電流過流模式，如表19所示。
| 代碼（二進(jìn)制） | OCP 模式 |
| 0攝氏度 | 恒流 |
| 1攝氏度 | 呃逆 |
讀取遙測數(shù)據(jù)
MAX20743/MAX20730提供檢測引腳的結(jié)溫、輸出電流、輸入電壓和電壓報(bào)告。使用直接反饋時，檢測引腳上的電壓等于V外. 當(dāng)反饋中有一個分壓器時，檢測引腳上的電壓按分壓比成比例。
讀取輸出電流
讀取 IOUT 返回以安培為單位的輸出電流。數(shù)據(jù)采用 PMBus DIRECT 格式，R = -1，m 和 b 定義如下。
其中（MAX20743）：
m = 94.8 - 1.82 x D
b = 5014 - 97.6 x D
D = 輸出電壓/ VIN
a = 0.018
TJ = 結(jié)溫讀數(shù)，單位為 °C
其中（MAX20730）：
m = 153 + 5.61 x D
b = 4976 - 131 x D
D = 輸出電壓/輸入電壓
a = 0.013
TJ = 結(jié)溫讀數(shù)，單位為 °C
讀取溫度
讀取溫度返回結(jié)溫（以°C為單位）。 數(shù)據(jù)采用 PMBus 直接格式，帶有 m = 21，b = 5887，R = -1。
讀取輸出電壓
讀取VOUT返回以伏特為單位的輸出電壓。數(shù)據(jù)采用 PMBus 線性格式，N = -9。
READ VOUT= REG_8Bh (BITS 9:0) × 2N(VOLTS)
讀取輸入電壓
讀取Vin返回以伏特為單位的輸入電壓。數(shù)據(jù)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規(guī)范中描述的報(bào)警響應(yīng)地址（ARA）協(xié)議。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請參閱 SMBus 2.0 規(guī)范附錄 A。
PMBus 警報(bào)引腳
MAX20743/MAX20730 SMALERT引腳支持SMBus 2.0規(guī)范中描述的SMBALERT#信號。斷言警報(bào)線為低的故障條件如下：
任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位在 STATUS_CML 中拉出低 SMALERT 引腳。
任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK STATUS_VOUT中拉低 SMALERT 引腳的位。
任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位在STATUS_IOUT中拉低 SMALERT 引腳。
任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位都會在 STATUS_TEMPERATURE 中拉出低 SMALERT 引腳。
任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK位在 STATUS_MFR_SPECIFIC 中拉低 SMALERT 引腳。
任何不同于 0 且未被命令屏蔽SMBALERT_MASK的位都會在 STATUS_INPUT 中拉出低 SMALERT 引腳。
PMBus 消息的持續(xù)時間比預(yù)期的要長。
SMBALERT_MASK用于防止警告或故障情況觸發(fā)SMALERT引腳。用于阻止一個或多個狀態(tài)位導(dǎo)致SMALERT引腳置位的命令格式（寫字）如表20所示。掩碼字節(jié)中的位與相應(yīng)狀態(tài)寄存器中的位對齊。
| # 位 | 1 | 7 | 1 | 1 | 8 | 1 | 8 | 1 | 8 | 1 | 1 |
| S | PMBus地址 | 在 | 阿克 | SMBALERT_MASK命令代碼 | 阿克 | Status_x命令代碼 | 阿克 | 掩碼字節(jié) | 阿克 | P |
釋放SMALERT引腳的兩種方法如下：
CLEAR_FAULTS命令
ARA （參考 SMBus 規(guī)范 2.0）
審核編輯：郭婷
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