PMBus(Power Management Bus,電源管理總線)是一種開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電源管理協(xié)議?？赏ㄟ^(guò)定義傳輸和物理接口以及命令語(yǔ)言來(lái)促進(jìn)與電源轉(zhuǎn)換器或其他設(shè)備的通信。該協(xié)議是由一群認(rèn)為由于沒(méi)有合適的標(biāo)準(zhǔn)而抑制了全數(shù)字電源管理解決方案的發(fā)展的電源和半導(dǎo)體生產(chǎn)商共同建立的。這個(gè)協(xié)議正在迅速地獲得業(yè)界的認(rèn)可。2016年3月，該協(xié)議的修正版1.0公之于眾，而其所有權(quán)也交由獨(dú)立的特別利益組織(SIG，即系統(tǒng)管理接口論壇)，負(fù)責(zé)該標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展和推廣。PMBus傳輸層是基于低成本SMBus (系統(tǒng)管理總線)的1.1版本，這是個(gè)功能更為強(qiáng)健的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)I2C串行總線的版本，具有分組錯(cuò)誤檢查和主機(jī)通知功能。I2C總線原來(lái)是由飛利浦電子公司開(kāi)發(fā)用于集成電路間通信的，而SMBus則被因特爾公司用于PC及服務(wù)器的通信系統(tǒng)管理。SMBus廣泛應(yīng)用于基于 Intel技術(shù)的服務(wù)器上，為系統(tǒng)管理提供智能的外圍管理接口(IPMI)的物理層和傳輸層。

企業(yè)服務(wù)器和交換機(jī)、存儲(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)和基站越來(lái)越多地使用帶有 PMBus 的電源來(lái)輕松配置、控制和監(jiān)控關(guān)鍵電壓軌，例如大電流 ASIC、DSP、FPGA 和 DDR 內(nèi)存內(nèi)核，而無(wú)需軟件編程。監(jiān)控輸出電壓、電流和溫度對(duì)于大功率數(shù)據(jù)中心的電路板表征和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控非常有用。TI 的 20A TPS544B20和 30A TPS544C20等 DC/DC 轉(zhuǎn)換器提供了這種能力。PS544B20和TPS544C20設(shè)備是PMBus兼容的非隔離DC-DC集成FET轉(zhuǎn)換器，能夠進(jìn)行高頻操作，并從5 mm x 7 mm封裝提供20-A或30-A電流輸出，以最小PCB面積實(shí)現(xiàn)高功率密度和快速瞬態(tài)性能。PMBus接口提供轉(zhuǎn)換器配置以及關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控，包括輸出電壓、電流和可選外部溫度。集成NexFET功率級(jí)和優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器提供的高頻、低損耗開(kāi)關(guān)，允許非常高密度的功率解決方案和減小的電感和濾波電容尺寸。這些器件能夠使用內(nèi)部 MOSFET 傳感器檢測(cè)平均輸出電流。 與電感 DCR 電流檢測(cè)相比，該傳感器通過(guò)主功率 MOSFET 承載按比例縮小的電流，以實(shí)現(xiàn)電流監(jiān)控和更好的過(guò)流閾值精度。此外，溫度變化和對(duì)電感器功率損耗的依賴(lài)性極小，從而使最終用戶(hù)能夠選擇較低的 DCR電感器進(jìn)一步提高效率，同時(shí)降低成本和尺寸。

在電路板上組裝電源時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)與布局相關(guān)的系統(tǒng)誤差，從而導(dǎo)致輸出電流檢測(cè)和測(cè)量精度出現(xiàn)額外變化。幸運(yùn)的是，TPS544B20和TPS544C20包含一個(gè) PMBus 命令“IOUT_CAL_OFFSET” ，可用于提高裝配后的電流感應(yīng)和測(cè)量精度。電流檢測(cè)誤差有兩個(gè)分量：增益和偏移。增益是一個(gè)乘法因子(即 IOUTx0.98 = 增益低 2%)。偏移量是一個(gè)附加因子(即READ_IOUT=IOUT+1A)。 顧名思義，IOUT_CAL_OFFSET 調(diào)整偏移量。實(shí)際上，該器件同時(shí)具有增益和偏移誤差。使用 IOUT_CAL_OFFSET 命令允許最終用戶(hù)將輸出電流讀數(shù)“居中”在某個(gè)點(diǎn)，從而減輕增益誤差的累積影響。校準(zhǔn)的最佳位置是設(shè)計(jì)工作范圍的中心。IOUT_CAL_OFFSET 命令用于補(bǔ)償 READ_IOUT 中的偏移誤差。

加強(qiáng) PMBus 輸出電流測(cè)量精度?可以通過(guò)以下幾種方法實(shí)現(xiàn)：

?使用內(nèi)置電流傳感器?：例如 TPS544B20 和 TPS544C20 等 DC/DC轉(zhuǎn)換器 ，這些器件內(nèi)置 NexFET 功率級(jí)和優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻、低損耗的開(kāi)關(guān)操作，從而提供高精度的電流測(cè)量?1。

?優(yōu)化電路設(shè)計(jì)?：在電路板上組裝電源時(shí)，應(yīng)注意布局設(shè)計(jì)，以減少與布局相關(guān)的系統(tǒng)誤差。例如，使用較小的電感器和濾波電容器可以減少電感器的功率損耗，進(jìn)一步降低溫度變化對(duì)電流測(cè)量的影響，從而提高測(cè)量精度?1。

?采用數(shù)字電源系統(tǒng)管理器?：如 LTC297x系列 器件，這些設(shè)備能夠測(cè)量輸出電流，并通過(guò) READ_IOUT命令 以安培為單位回讀電流值，提供更精確的電流測(cè)量?2。

?利用PMBus的豐富命令集?：PMBus定義了超過(guò)100條標(biāo)準(zhǔn)命令，涵蓋電源管理的全生命周期，包括設(shè)置輸出電壓、電流限制等，通過(guò)精確配置這些參數(shù)，可以?xún)?yōu)化電流測(cè)量的精度和穩(wěn)定性?3。

?采用高頻運(yùn)行和低損耗設(shè)計(jì)?：高頻運(yùn)行和低損耗設(shè)計(jì)可以減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中的能量損失，從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。例如，TPS544B20和TPS544C20支持高頻運(yùn)行，具有較小的電感器和濾波電容器尺寸，進(jìn)一步提高了測(cè)量的精度和效率?1。

這些器件能夠使用內(nèi)部 MOSFET 傳感器檢測(cè)平均輸出電流。 與電感 DCR 電流檢測(cè)相比，該傳感器通過(guò)主功率 MOSFET 承載按比例縮小的電流，以實(shí)現(xiàn)電流監(jiān)控和更好的過(guò)流閾值精度。此外，溫度變化和對(duì)電感器功率損耗的依賴(lài)性極小，從而使最終用戶(hù)能夠選擇較低的 DCR電感器進(jìn)一步提高效率，同時(shí)降低成本和尺寸。

在電路板上組裝電源時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)與布局相關(guān)的系統(tǒng)誤差，從而導(dǎo)致輸出電流檢測(cè)和測(cè)量精度出現(xiàn)額外變化。幸運(yùn)的是，TPS544B20和TPS544C20包含一個(gè) PMBus 命令“IOUT_CAL_OFFSET” ，可用于提高裝配后的電流感應(yīng)和測(cè)量精度。電流檢測(cè)誤差有兩個(gè)分量：增益和偏移。增益是一個(gè)乘法因子(即 IOUTx0.98 = 增益低 2%)。偏移量是一個(gè)附加因子(即READ_IOUT=IOUT+1A)。 顧名思義，IOUT_CAL_OFFSET 調(diào)整偏移量。實(shí)際上，該器件同時(shí)具有增益和偏移誤差。使用 IOUT_CAL_OFFSET 命令允許最終用戶(hù)將輸出電流讀數(shù)“居中”在某個(gè)點(diǎn)，從而減輕增益誤差的累積影響。校準(zhǔn)的最佳位置是設(shè)計(jì)工作范圍的中心。IOUT_CAL_OFFSET 命令用于補(bǔ)償 READ_IOUT 中的偏移誤差

結(jié)果以及 IOUT_OC_FAULT_LIMIT 和 IOUT_OC_WARN_LIMIT 閾值。默認(rèn)設(shè)置為 0A(安培)。該指令的分辨率為 62.5mA(毫安)，范圍為 +3937.5mA 至 -4000mA?？梢允褂肧TORE_USER_ALL 命令將該寄存器的內(nèi)容存儲(chǔ)到TPS544B20 或TPS544C20非易失性存儲(chǔ)器。要使用 IOUT_CAL_OFFSET 命令“校準(zhǔn)”ICT 中的電流測(cè)量，請(qǐng)強(qiáng)制將已知負(fù)載電流施加到TPS544B20 或TPS544C20的輸出，并使用 IOUT_CAL_OFFSET 調(diào)整 READ_IOUT，直到它與已知負(fù)載值匹配。例如，最終用戶(hù)可能會(huì)通過(guò)電阻器或直流負(fù)載強(qiáng)制施加 20A 負(fù)載電流，通過(guò) Fusion Digital Power GUI 讀取 READ_OUT 并獲得 22A。然后他們可以應(yīng)用 IOUT_CAL_OFFSET = -2A 將 READ_IOUT 設(shè)置為 20A 的實(shí)際 Iout。使用此 PMBus 命令，用戶(hù)可以通過(guò)TPS544B20 或TPS544C20 PMBus 接口提高輸出電流測(cè)量精度，從而消除任何裝配后錯(cuò)誤。