一种带PMBus接口的可扩展全集成电源模块的制作方法

一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块
技术领域
1.本发明涉及电源模块技术领域，尤其涉及一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块。


背景技术：

2.电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(fpga)及其他数字或模拟负载提供供电，由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等，现有部分电源模块功能单一，因此，本发明提供一种具有pmbus接口的可扩展全集成电源模块。


技术实现要素：

3.为了解决上述背景技术中所提到的技术问题，而提出的一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块，包括：
6.供电电压输入引脚vin，用于给模块供电；
7.模块输出电压节点vout；
8.功率地引脚gnd，采用铺铜的方式将所有的功率地引脚连接在一起；
9.变换器控制引脚ctrl，ctrl是一个数字输入，用来启动和关断模块，驱动ctrl至高电平启动模块，驱动至低电平关断模块；
10.输出电压采样负电压负返回引脚vosns-，直接连接至gnd负载采样点；
11.输出电压采样负电压正返回引脚vosns ，连接至输出电压采样正压侧，以提供反馈电压至系统；
12.pmbus串行时钟引脚scl、pmbus串行数据引脚sdl、pmbus警报引脚和pmbus地址设置引脚addr，所述pmbus警报引脚为开漏输出，低电平有效，全部addr引脚连接在一起，并在addr与gnd之间连接电阻来设置模块地址。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.还包括pass引脚、take引脚和从相触发信号run引脚，所述pass引脚用于传递触发信号给take引脚，模块单相工作时，浮空run引脚，拉高take引脚至3.3v，连接pass引脚和take引脚，多相工作时，拉高take引脚至3.3v,连接主相的pass和take引脚，连接从相的take引脚至主相的run引脚。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.还包括内部3.3vldo输出引脚vcc，单相工作时，将全部vcc引脚连接在一起，并联工作时，将主相和从相的vcc引脚连接在一起。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.还包括pwm信号设置引脚set《and set》，单相工作时，浮空set《and set》引脚，多相工作时，连接主相和从相的set引脚。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.还包括参考电流输出引脚isum《and isum》，单相工作时，浮空isum《and isum》引脚，多相工作时，连接主相和从相的isum《and isum》引脚。
21.作为上述技术方案的进一步描述：
22.还包括多功能电源正常输出引脚pg，当输出电压高于正常电压的90％时，连接一个上拉电阻至dc电压以指示高电平，pg引脚从低电平切至高电平存在延迟。
23.作为上述技术方案的进一步描述：
24.还包括测试引脚tp1-tp5，浮空所有测试引脚tp1-tp5。
25.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
26.1、本发明中，本模块内部设置有pmbus接口，pmbus接口是一种双线双向串行接口，由一根数据线(sda)和一根时钟线(scl)组成，当线路空闲时，线路电压会从外部上拉至总线电压，当连接线路时，由主机生成scl信号和设备地址以及安排通信时序，本模块是一款pmbus从相设备，既支持标准模式(100khz)也支持快速模式(400khz和1000khz)，且通过pmbus提供可编程的输出电压，此外，通过pmbus调节pwm控制器的内部参考电压(v
ref
)，可以在一定范围内调节输出电压。
27.2、本发明中，本模块通过内部ramp补偿，确保使用零esr陶瓷输出电容的应用也可以稳定工作，内部斜坡补偿即内部产生一个三角形ramp信号叠加在fb信号上，一旦ramp fb降至ref信号以下，三角形ramp信号开始上升，并产生set脉冲，ramp信号的上升时间是固定的，ramp补偿的幅度通过d0h[3:1]的pmbus命令选择，配置范围广泛，稳定性和负载瞬态响应之间存在折中，较大的ramp信号提供较高的稳定性。
附图说明
[0028]
图1示出了根据本发明实施例提供的一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块的用于单模块的典型应用示意图；
[0029]
图2示出了根据本发明实施例提供的一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块的单模块的布局示意图；
[0030]
图3示出了根据本发明实施例提供的一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块的顶视示意图
[0031]
图4示出了根据本发明实施例提供的一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块的用于双模块的典型应用示意图；
[0032]
图5示出了根据本发明实施例提供的一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块的通过pmbus转换数据的示意图；
[0033]
图6示出了根据本发明实施例提供的一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块的pmbus信息格式图。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
实施例一
[0036]
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种带pmbus接口的可扩展全集成电源模块，本模块可以连续输出高达100a的电流，并联多大6个模块以实现高达800a的输出电流，采用恒定导通时间(cot)控制模式，提供了快速的瞬态响应，内部斜坡补偿功能可确保零esr陶瓷输出电容的应用也能稳定工作；
[0037]
本模块内部集成了4组半桥和功率控制器，单相模块工作时，4个相位相移90度，可以最大限度地减小输出电压波纹，4个内部相位必须配置一相为主相，其他三相为从相；
[0038]
模块恒定导通时间(cot)控制工作时，其主从相执行功能如以下表1所示：
[0039]
表1
[0040][0041]
包括供电电压输入引脚vin，用于给模块供电；
[0042]
模块输出电压节点vout；
[0043]
功率地引脚gnd，采用铺铜的方式将所有的功率地引脚连接在一起；
[0044]
变换器控制引脚ctrl，ctrl是一个数字输入，用来启动和关断模块，驱动ctrl至高电平启动模块，驱动至低电平关断模块；
[0045]
输出电压采样负电压负返回引脚vosns-，直接连接至gnd负载采样点；
[0046]
输出电压采样负电压正返回引脚vosns ，连接至输出电压采样正压侧，以提供反馈电压至系统；
[0047]
pmbus串行时钟引脚scl、pmbus串行数据引脚sdl、pmbus警报引脚和pmbus地址设
置引脚addr，pmbus警报引脚为开漏输出，低电平有效，全部addr引脚连接在一起，并在addr与gnd之间连接电阻来设置模块地址。
[0048]
pass引脚、take引脚和从相触发信号run引脚，pass引脚用于传递触发信号给take引脚，模块单相工作时，浮空run引脚，拉高take引脚至3.3v，连接pass引脚和take引脚，多相工作时，拉高take引脚至3.3v,连接主相的pass和take引脚，连接从相的take引脚至主相的run引脚。
[0049]
内部3.3vldo输出引脚vcc，单相工作时，将全部vcc引脚连接在一起，并联工作时，将主相和从相的vcc引脚连接在一起。
[0050]
pwm信号设置引脚set《and set》，单相工作时，浮空set《and set》引脚，多相工作时，连接主相和从相的set引脚。
[0051]
参考电流输出引脚isum《and isum》，单相工作时，浮空isum《and isum》引脚，多相工作时，连接主相和从相的isum《and isum》引脚。
[0052]
多功能电源正常输出引脚pg，当输出电压高于正常电压的90％时，连接一个上拉电阻至dc电压以指示高电平，pg引脚从低电平切至高电平存在延迟。
[0053]
测试引脚tp1-tp5，浮空所有测试引脚tp1-tp5；
[0054]
本模块内部设置有pmbus接口，pmbus接口是一种双线双向串行接口，由一根数据线(sda)和一根时钟线(scl)组成，当线路空闲时，线路电压会从外部上拉至总线电压，当连接线路时，由主机生成scl信号和设备地址以及安排通信时序，本模块是一款pmbus从相设备，既支持标准模式(100khz)也支持快速模式(400khz和1000khz)；
[0055]
连接至相同pmbus的每个从相设备都应设置独一无二的地址，addr引脚可用于编程模块的地址，addr会流出一个10μa的电流，在addr与agnd引脚之间连接一个电阻来设置addr的电压，使用内部adc转换addr引脚的电压，来设置pmbus地址，addr引脚可以设置最多16个地址，以下表2显示了addr至agnd引脚之间不同电阻值的pmbus地址:
[0056]
表2
[0057]raddr
(kω)从相地址(r_iref＝60.4kω)4.9930h1531h24.932h34.833h45.334h54.935h64.936h7537h84.538h95.339h1053ah1153bh1243ch1333dh
1473eh1543fh
[0058]
可使用mfr_addr_pmbus(d3h)寄存器数字化地设置pmbustm地址，对于多相配置，根据应用的需要，从相可以和主相共享同一个地址，也可以具有不同地址，从相仅可以接受写命令，不能接受来自pmbus主机的读取命令，但主相既可以接受写命令，也可以接受来自pmbus主机的读取命令；
[0059]
start和stop是主机发出的信号，表示pmbus转换的开始和结束，start条件定义为当scl为高电平时，sda信号由高电平转至低电平，stop条件定义为当scl为高电平时(如图5所示),sda信号由低电平转至高电平，然后由主机生成scl时钟，传输设备地址，并读取/写入sda线上的方向位rw，数据通过sda线以8位字节的方式传送，每个数据的字节都要跟一个应答位；
[0060]
本模块需要一个启动条件、一个有效的pmbus地址、一个寄存器地址字节和单数据更新数据字节，接收每个字节后，模块在单个时钟脉冲的高电平期间通过下拉sda线至低电平来应答，有效的pmbus选择模块，模块会在lsb字节的下降沿上执行更新；
[0061]
本模块上所有的pmbus项目都是使用定义的总线协议完成的，包括通过pfc发送字节、接收字节、写字节、读取字节、写文字、读取文字和读取模块；
[0062]
如图6所示，无阴影单元格表示总线主机正在驱动总线，阴影单元格表示模块在驱动总线，s＝启动条件，sr＝重复启动条件，p＝停止条件，r＝读取位，动总线，s＝启动条件，sr＝重复启动条件，p＝停止条件，r＝读取位，a＝应答位(0)，表示ack(应答)位，如果设备成功接收了传输位，则ack位是典型的低电平有效(逻辑0)，然而，当接收设备为总线主机时，用于最后读取字节的应答位为逻辑1，用表示；
[0063]
本模块的pmbus接口支持使用数据包纠错(pec)字节，pec字节由模块在读取期间传送，或者在写操作时由总线主机发送至模块，总线主机或模块在总线使用pec字节检测总线期错误，这取决于是读还是写，如果主机确定读取的pec字节不正确，则可以决定必要时重复读取，如果模块确定写操作期间发送的pec字节不正确，则忽略该命令(不执行该命令)并设置状态标志，在组命令中,主机可以选择发送或不发送pec字节作为消息的一部分至模块；
[0064]
pmbus警报响应地址(ara)是一个专用地址，总线主机可用它来定位需要与之通信的任何设备，主机通常使用一个硬件中断引脚来监控多个设备的pmbus alert引脚，当主机发生中断时，主机使用pmbus接收字节或具有pec协议的接收字节来发送总线上的信息，主机使用的专用地址为0x0c，任何具有pmbpmbus us警报信号的设备都将其自己的7位地址作为数据字节的7个msb返回，不使用lsb值，可以是1也可以是0，主机从接收的字节读取设备地址，然后处理警报情况，多个设备具有有效的pmbus警报信号，并试图连接主机，这种情况下，具有最低地址的设备支配总线并成功传送地址至主机，成功发送信号的设备禁用其pmbus警报信号，如果主机看到pmbus警报信号仍然很低，它将继续读取地址，直到所有需要与它通信的设备都成功地传输了地址；
[0065]
本模块在内部使用直接格式来表示实际值，例如电压，电流，功率和温度，除非另
有明确说明，否则本文档中没有后缀的所有数字均为小数，二级制数字加前缀“n'b”，其中n表示二级制数，比如，5'b01010表示一个5位二级制数据，数据为01010，后缀“h”表示十六进制，通常用于表示寄存器地址数，符号“ox”表示十六进制，用于寄存器中的数值，比如，oxa3是1-字节数字，十六进制数值为a3；
[0066]
当数据不能在设备之间正常传输时，会发生数据传输故障，如发送的数据太少、读取的数据太少、发送的数据太多、读取的数据太多、无法在地址位中正常设置读取位，不支持的命令代码等；
[0067]
本模块支持实时监控工作参数，以及pmbus接口的状态，如表3所示：
[0068]
表3
[0069]
参数/状态pmbus输出电压1.25mv/lsb输出电流60.5ma/lsb温度1℃/lsb输入电压25mv/lsbvin ov√vin uv√vin ov警告√vin uv警告√vo ov√vo uv√过温(ot)√ot警告√vo oc√vo oc警告√
[0070]
本模块具有内置mtp(多次可编程)功能，用来保存用户的配置，可以结合以下命令编程mtp，e7h(2000h)》e7h(1000h)》e7h(4000h)，在模块的gui中，以上命令结合在一起被称为15h(store_user_all)。因此，在模块的gui中，它支持15h命令，当编程mtp时，vcc电压可能会升至5v,mtp编程常会耗时300ms；
[0071]
以下为寄存器介绍：
[0072]
(1)operation(01h)：operation是一个分页寄存器，结合ctrl中的输入，可以使用operation命令来开启/关闭模块的输出，也可以使用operation来设置输出电压至更高或更低的margin电压，设备保持为命令工作模式，直至出现operation命令或者ctrl引脚的状态变更指示模块切至另一个模式，这个operation命令也可以在故障触发关断后重新使能模块，写入off命令后，再写入on命令，将清除所有故障，在故障触发关闭后仅写入on命令不会清除故障寄存器；
[0073]
(2)on_off_config(02h)：on_off_config命令配置打开和关闭变换器所需的ctrl引脚输入和pmbus命令的组合，这包括模块在施加输入电压时如何响应，具体的，on位将默认值设置在输入电压存在时随时上电，或者由ctrl引脚和pmbus表示的开/关控制，op位控制模块如何响应operation命令，ctrl位控制模块如何响应ctrl引脚，pol_ctrl位用来设置
ctrl引脚的极性，当通过pmbus推荐模块时，通过delay延迟位设置关闭操作；
[0074]
(3)clear_faults(03h)：clear_faults命令是用来重设所有保存的警告和故障标记，如果发出clear_faults命令后仍存在故障或警告，则表明alt#信号未被清除，或者又被立即重新置位，故障关闭时发出clear_faults命令将不会引起模块重启，只有在故障清除后发出operation命令才能重启，此命令使用pmbus发送字节协议；
[0075]
(4)write_protect(10h)：write_protect命令用于控制模块的写入，此命令的目的是提供针对事故更改的保护，论write_protect设置如何，所有支持的命令都可以读取其参数；
[0076]
(5)store_user_all(15h)：将所有的数据从寄存器中写入内部mtp,当模块从pmbus接口接收store_user_all命令后，开始此操作；
[0077]
(6)restore_user_all(16h)：restore_user_all命令表示模块将mtp值的全部内容复制到寄存器中的对应位置，寄存器中的值将被从mtp检索的值覆写。mtp中任何在操作存储器中没有对应位置的项目都将被忽略，允许在模块运行时使用restore_user_all命令，此命令仅支持写入；
[0078]
(7)capability(19h)：capability命令返回有关模块中pmbus功能的信息，使用pmbustm读字节协议读取此命令，19h的默认值为0xb0；
[0079]
(8)vout_mode(20h)：vout_mode命令用来命令和读取输出电压,3个最高有效位用于确定数据格式，其余5位表示输出电压读/写命令中使用的指数，20h的默认值为ox40。
[0080]
(9)vout_command(21h)：vout_command用来设置模块的输出电压，vout_command结合vout_scale_loop可用来确定和反馈参考电压vout_command*vout_scale_loop；
[0081]
(10)vout_max(24h)：vout_max命令用来设置模块可以命令的输出电压的上限，而不管其他任何命令或组合，该命令的目的是提供防止用户意外将输出电压设置为可能的破坏性水平而不是主输出过压保护的安全措施，如果试图将输出电压编程为高于此命令设置的限值，则模块响应如下：命令的输出电压应设置为vout_max，none of the above位应设置为status_byte，vout位应设为status_word，vout_max_min警告位应在寄存器中设置，设备应通知主机，该值无符号表示且1lsb＝2mv,vout_max最大值为6v，默认值为6v，所以24h的默认值为0x0bb8h；
[0082]
(11)vout_margin_high(25h)：该值无符号表示且1lsb＝2mv，默认值为1.02v，所以，26h默认值为0x1fe；
[0083]
(12)vout_scale_loop(29h)：vout_scale_loop用来设置反馈电阻分压器比率，它等于vfbnout，无论使用外部还是内部反馈电阻分压器，vout_scale_loop都应与所使用的实际反馈电阻分压器相匹配，该值无符号且1lsb＝0.001mv，默认值为0.5v，所以29h默认值为0x01f4；
[0084]
(13)vout_min(2bh)：vout_min用来设置模块可以命令的输出电压的下限，而不管其他任何命令或组合，该命令的目的是提供防止用户意外将输出电压设置为可能的破坏性水平而不是主输出过压保护的安全措施，如果试图将输出电压编程为高于此命令设置的限值，则模块响应如下：命令的输出电压应设置为vout_min，none of the above位应设置为status_byte，vout位应设为status_word，vout_max_min警告位应在寄存器中设置，设备应通知主机，该值无符号表示且1lsb＝2mv,vout_min最小值为0.5v，默认值为0.5v，所以2bh
的默认值为0x00fa；
[0085]
(14)vin_on(35h)：vin_on命令用来设置输入电压，如果满足所有其他所需的上电条件，模块应开始运行，vin_on值应设在4v和5v之间，并留有0.25v的增量，应始终将vin_on值设置为高于vin_off值并留有足够的余量，以便在电源转换期间vin_on和vin_off之间不会发生跳变，该值无符号且1lsb＝250mv，默认值为4v；
[0086]
(15)vin_off(36h)：vin_off命令用来设置输入电压的值，模块一旦启动就应该停止电源转换，vin_off值应设在3.75v和14.75v之间，并留有0.25v的增量，应始终将vin_off值设置为低于vin_on值并留有足够的余量，以便在电源转换期间vin_off和vin_on之间不会发生跳变，该值无符号且1lsb＝250mv，默认值为2.75v；
[0087]
(16)iout_oc_warn_limit(4ah)：iout_oc_warn_limit命令用来配置/读取过流警告检测的阈值,如果采样电流超过此阈值，则会分别在status byte(78h)和status_word(79h)中设置oc故障标记，并置位alt#信号，该值无符号且1lsb＝242ma；
[0088]
(17)ot_fault_limit(4fh)：ot_fault_limit用来配置/读取过温故障检测的阙值，如果检测的温度超过该阙值，将会触发过温故障，模块在otp之后运行，otp取决于mfr_ctrl(foh)寄存器中的auto，然后分别在statusbyte(78h)，status_word(79h)中设置ot故障标志，并且置位alt#信号，当测量温度低于该寄存器中的值,且模块工作在锁定模式时，可以使用operation命令重新接通mosfet，最短温度故障检测时间应小于20ms，温度范围为0c至2550c，如果在温度超过寄存器值时模块发出ot故障，则芯片将在温度将至低于寄存器数值20℃以下后自动重启，该值无符号表示且1lsb＝1℃，默认值为00a0h，对应温度值为160℃，ot_fault_limit值应低于160℃，如果ot_fault_limit值高于160℃，将忽略寄存器值，在结温达到160℃后，模块进入过温关断保护；
[0089]
(18)vin_ov_fault_limit(55h)：vn_ov_fault_limit用来配置/读取输入过压故障检测的阈值,如果测量的vin值高于寄存器值，则会在相应的寄存器中设置vinov故障标记，模块将禁用功率级，直至vin降至低于vin_ov_fault_limit，模块才会重新开始工作，该值无符号表示且1lsb＝500mv，vin_ov_fault_limit设置值应高于18v；
[0090]
(19)vin_ov_warn_limit(57h)：vin_ov_warn_limit来配置/读取输入过压警告检测的阈值，如果测量的vin值高于寄存器值，则会在相应的寄存器中设置vin ov警告标记，该值无符号表示且1lsb＝500mv，vin_ov_warn_limit设置值不得高于16v；
[0091]
(20)vin_uv_warn_limit(58h)：vin_uv_warn_lmit来配置/读取输入欠压故障检测的阈值,如果测量的vin值低于寄存器值，则会在相应的寄存器中设置vin uv警告标记,该值无符号表示且1lsb＝250mv，默认值为0x01，对应值为4v，vin_uv_warn_limit设置值应高于0.25v；
[0092]
(21)ton_delay(60h)：ton_delay命令用来设置时间，即从接收启动条件开始(由on_off_config命令编程)直到输出电压开始上升为止的时间(毫秒)，该值无符号表示且1lsb＝4ms，最大值为60h＝0x0100(1024ms)，默认值为0ms；
[0093]
(22)ton_rise(61h)：ton_rise用来设置软启动时间，即从输出启动上升直至电压达到调节点之间为止的时间(毫秒)，默认值为0x02，即软启动时间为4ms；
[0094]
(23)status_byte(78h)：status_byte命令负责返回表示模块状态的多个标记值，应使用读取字节协议来访问此命令，为清除寄存器中的位，应删除潜在故障并发出clear_
faults命令，其工作原理如以下表4所示：
[0095]
表4
[0096][0097][0098]
(24)staus_word(79h)：staus_word命令负责返回模块状态的多个标记值，为清除此寄存器中的位，应删除潜在故障并发出clear_faults命令；
[0099]
(25)ststus_vout(7ah)：ststus_vout命令用于返回含有以下内容的一个数据字节，其工作原理如以下表5所示：
[0100]
表5
[0101][0102][0103]
(26)status_iout(7bh)：其工作原理如以下表6所示：
[0104]
表6
[0105]
[0106][0107]
(27)status_input(7ch)：status_input命令负责返回表示模块输入电压状态的标记值，为清除此寄存器中的位，应删除潜在故障，警告并发出clear_faults命令；
[0108]
(28)status_temperature(7dh)：status_temperature命令负责返回表示模块vin过压/欠压状态的标记值，为清除此寄存器中的位，应删除潜在故障并发出clear_faults命令；
[0109]
(29)status_cml(7eh)：其工作原理如以下表7所示：
[0110]
表7
[0111][0112]
(30)read_vin(88h):read_vin命令用来返回输入电压的10位测量值；
[0113]
(31)read_vout(8bh):read_vout命令用来返回输出电压的10位测量值；
[0114]
(32)read_vout(8ch):read_vout命令用来返回输出电流的10位测量值，此数值也用于对比iout_oc_fault_limit和iout_oc_warn_limit，然后反应在status_iout中；
[0115]
(33)read_temperature_1(8dh)：read_temperature_1命令用于返回内部采样温度，此值也应用于内部过温故障和警告检测，数据范围为-255℃至 255℃，read_temperature_1是一个2-字节，位9位信号位；
[0116]
(34)pmbus_revision(98h)：pmbus_revision命令用于返回使用的协议版本，应使用读取字节协议来访问此命令；
[0117]
(35)mfr_4_digit(9dh)：mfr_4_digit设置唯一的4位数字以标识不同的mtp配置，mfr_4_digit总共具有6个字节，本模块的默认4位数字是-0000；
[0118]
(36)mfe_ctrl_comp(d0h)：mfe_ctrl_comp命令用于调整模块的环路补偿；
[0119]
(37)mfr_ctrl_vout(d1h)：mfr_ctrl_vout命令用于调整模块的输出电压行为；
[0120]
(38)mfr_ctrl_ops(d2h)：mfr_ctrl_ops命令用于设置模块的开关频率和轻载工作模式；
[0121]
(39)mfr_addr_pmbus(d3h)：其工作原理如以下表8所示：
[0122]
表8
[0123][0124][0125]
(40)mfr_vout_ovp_fault_limit(d4h)：此mfr_vout_ovp_fault_limit命令设置ovp的退出和进入阈值；
[0126]
(41)(mfr_ovp_nocp_set(d5h)：mfr_ovp_nocp_set命令设置输出电压过压保护响应，d5h的默认值为ox02，mfr_ovp_nocp_set命令的[1:0]通知模块采取何种动作来响应输出过压故障，该设备还能:设置status_byte中的vout_ov位，设置status_word中的输出电压位，设置status_vout命令中的vout过压故障位通过置位alert引脚通知主机；
[0127]
有4种过压保护响应模式，它可以通过mfr_vout_ovp_nocp_set的位[1:o]选择:具有输出电压放电功能的锁定:一旦达到ov进入阈值，lsfet接通，直到它达到nocp，然后关闭一段固定时间，然后再次接通。它保持这种操作，直到fb降至低于寄存器d4[3:2]设置的ovp退出阈值，然后lsfet关闭。如果fb再次超过ov进入阈值，则lsfet再次导通以释放输出电压。但是，在vin，vcc或ctrl中有电源循环之前，变换器不会尝试重新启动；
[0128]
无输出放电功能的锁定(仅在dcm中有效):一旦达到ov进入阈值，lsfet就会导通，当电感电流过零时，变换器进入高z模式(输出禁用)。变换器停止输出电压放电。在vin，vcc或ctrl中有电源循环之前，变换器不会尝试重新启动。
[0129]
具有输出放电的hiccup:一旦达到ov进入阈值，lsfet接通，直到它达到nocp，然后关闭一段固定时间，然后再次接通。它保持这种操作，直到fb降至低于寄存器d4[3:2]设置的ovp退出阈值，然后lsfet关闭，将启动一个新的ss；
[0130]
不具有输出放电的hiccup:一旦达到ov，lsfet就会导通，直到它达到nocp，然后它会启动一个新的ss。
[0131]
(42)mfr_oc_phase_set(d7h)：mfr_oc_phase_set命令设置每个相的电感谷值限流值，这里为逐周期限流值，在连续31个oc循环后，它会触发ocp，这是一个1字节的命令，该值无符号表示，且1lsb＝1.5a，电感谷值限流的默认值为102a；
[0132]
(43)mfr_hiccup_itv_set(d8h)：mfr_hiccup_itv_set命令设置ocp期间的hiccup间隔，这是一个1字节的命令，d8h的默认值为ox00，d8h仅在eah[10]位设置为"1"时有效，并且达到iout_oc_fault_limit(46h)设置的总输出限流值，当eah[10]设置为"o"时，或当它
达到mfr_oc_phase_limit设置的电感器谷值限流值时，ocp hiccup时间约为ton_rise(61h)设置的软启动时间的5倍；
[0133]
(44)mfr_uvp_pgood_on_limit(d9h)：mfr_uvp_pgood_on_limit命令设置阈值uvp和pgood on，d9h的默认值为ox00，任何故障情况都会将pg拉低,位[3：2]uv_th:设置uvp阈值,当fb降至uv_th水平以下时，芯片进入uvp,uvp的响应与ocp相同,位[1:0]pg_on:设置软启动期间pg被拉高的fb阈值，一旦fb达到阙值，pg将在d1[5:2]设置的延迟后拉高；
[0134]
(45)mfr_vout_step(dah)：mfr_vout_step命令设置软启动完成后输出电压转换的转换速率，dah的默认值为0x04；
[0135]
(46)mfr_low_power(e5h)：mfr_low_power用于在多相配置中启用/禁用从相位，其默认值为0x00，可以通过mfr_low_power命令的位[0]直接启用/禁用从相位，当mfr_low_power的位[1]设置为1"时，可以通过ps#引脚启用/禁用从相无法通过mfr_low_power命令禁用主相；
[0136]
(47)mfe_ctrl(eah)：mfe_ctrl命令用于启用/禁用某些功能；
[0137]
(48)bit[10]total_oc_hiccup_interval:选择是否可以通过寄存器d8h更改ocp hiccup期间的间隔,bit[9]osm用于启用或禁用输出接收模式(osm)功能,bit[3]phase_operation用于选择单相或多相操作,选择该位将影响通过寄存器doh[3:1]选择的实际ramp幅度。
[0138]
本模块在并联工作时，在多相配置中，一个主相和多达7个从相并联连接，所有相位均等地分配输出电流，在并联操作中，每个开关周期被最多8个交错相位除以45度相移，4相工作时，2个半桥在每次pwm脉冲时同时开启，多相配置时主相的take引脚需要通过电阻上拉至电压源，本模块通过在启动过程中监控take引脚的状态来检测其主/从相配置，所有相的run和take引脚以级联方式连接；
[0139]
本模块通过内部ramp补偿，确保使用零esr陶瓷输出电容的应用也可以稳定工作，内部斜坡补偿即内部产生一个三角形ramp信号叠加在fb信号上，一旦ramp fb降至ref信号以下，三角形ramp信号开始上升，并产生set脉冲，ramp信号的上升时间是固定的，ramp补偿的幅度通过d0h[3:1]的pmbus命令选择，配置范围广泛，稳定性和负载瞬态响应之间存在折中，较大的ramp信号提供较高的稳定性，以下表9为推荐斜坡值：
[0140]
表9
[0141][0142]
[0143]
本模块在轻负载条件下提供强制ccm模式和跳频工作模式，有四种开关频率可供选择，轻载工作模式和开关频率可通过pmbus选择；
[0144]
1、输出电压设置：需要一个反馈电阻分压器来设置适当的反馈增益，反馈电阻值可根据公式计算得出，其中，vo为输出电压，输出电压的反馈增益可根据公式确定，为了优化前馈电容器(c
ff
)与r1并联设置，以下表10给出了常用输出电压的反馈电阻和前馈电容：
[0145]
表10
[0146]vo
(v)r1(kω)r2(kω)c
ff
(nf)0.924tbd1.222tbd1.84.992.49tbd
[0147]
本模块通过pmbus提供可编程的输出电压，此外，通过pmbus调节pwm控制器的内部参考电压(v
ref
)，可以在一定范围内调节输出电压，参考电压的默认值为0.6v，可在0.5v和0.672v之间调节，对于给定的反馈电阻网络，输出电压的上限和下限由公式和确定，通过pmbus对输出电压进行编程时，需要遵循以下两个步骤：(1)将公式计算得出的g
fb
值写入寄存器；(2)将输出电压命令写入寄存器vout_command；(3)vref会根据输出电源命令和g
fb
自动更新；如果寄存器vout_scale_loop设置为与g
fb
相匹配的值，则可以通过pmbus监视输出电压，对于不需要使用pmbus接口的应用，默认使用v
ref
＝0.6v，模块工作在模拟模式，根据公式确定反馈电阻；
[0148]
2、软启动：软启动(ss)时间可以在寄存器61h内编程，可以在1ms，2ms，4ms，8ms和16ms中选择，最小ss时间为1ms；
[0149]
3、预偏置启动：本模块可实现预先偏置负载状态下单调线性启动，如果在启动期间输出电压被预先偏置到某个电压，则上下管将被禁用，直到内部参考电压超过fb引脚上的检测输出电压；
[0150]
4、输出电压放电：如果通过ctrl引脚让模块关机，本模块则进入输出电压放电模式，在这种情况下，上下管开关都被关断，连接在sw和gnd之间的放电fet被导通，输出电容放电，放电fet的典型导通电阻为50ω，一旦fb电压降至参考输出电压的10％以下，放电结束；
[0151]
5、电流检测和过流保护(ocp)：本模块具有片上电流检测和可编程电感谷值限流阈值，可以通过寄存器d7h对电感器谷值限流值进行编程，该寄存器可为单相和多相操作设置每相电感器谷值限流值，在ls-fet导通状态期间，电感器电流被逐周期地检测和监控，如果在ls-fet导通状态期间未检测到过电流，则仅允许hs-fet导通，因此，电感电流被逐周期
限制，如果检测到连续31个oc条件，则触发ocp，如果输出电压低于欠压保护(uvp)阈值，则模块立即进入过流保护模式，触发ocp后，模块是进入hiccup模式还是锁定模式将取决于寄存器设置，一旦锁定，重新启用本模块需要要重启vcc或ctrl；
[0152]
6、负相电感限流：当ls-fet检测到的电流低于寄存器d5h[2]设置的负相限流值时，本模块将关闭其ls-fet一段时间以限制负电流，可以通过寄存器d5h[3]设置周期；
[0153]
7、欠压保护(uvp)：本模块通过fb引脚监视输出电压，以检测欠压情况，如果fb电压降至uvp阈值以下，则触发uvp，触发uvp后，模块进入hiccup或锁定模式，具体取决于pmbus选择，一旦锁定，需要重新启动vcc或ctrl才能重新启用模块。
[0154]
8、过压保护(ovp)：如果fb电压升至ovp阈值以上，则触发ovp。
[0155]
9、输出吸电模式(osm)：当输出电压比参考电压高出5％以上，且低于ovp阈值时，模块进入osm，触发osm后，模块将以强制ccm运行，当hs-fet重新导通后，模块退出osm模式。
[0156]
10、过温保护(otp)：模块可以监控结温，如果结温超过阈值，则模块进入hiccup或锁定模式，具体取决于pmbus选择，一旦锁定，重新启用模块需要重新启动vcc或ctrl；
[0157]
11、电源正常指示(pg):模块有一个判断电源是否正常(pg)的开漏信号引脚，必须通过上拉电阻(通常为100kω)将pg引脚拉至vcc或电压源，电压小于3.6v，一旦输入电压施加到模块，pg就会被拉低，当fb电压达到寄存器power_good_on设置的阈值，以及经过寄存器设置的延迟后，pg引脚被拉高，可以通过pmbus命令mfr_ctrl_01选择延迟，如果发生任何故障，则触发相关保护功能(例如，uv，ov,ot，uvlo等),pg锁存为低电平后，除非初始化新的软启动，否则不能再将其拉高,如果输入电源无法为模块供电，则pg锁定为低电平；
[0158]
12、输入电容：本模块的输入电流是不连续的，因此需要一个电容器将ac电流提供给降压模块，同时维持dc输入电压，使用陶瓷电容可获得最佳性能，布局时，输入电容尽可能靠近in引脚设置，电容的波纹电流额定值必须通过模块的最大输入波纹电流，根据公式估算输入波纹电流，最差情况为v
in
＝2v
out
，如公式显示，为简化起见，一般选择额定rms电流超过最大负载电流一般的输入电容，输入电容决定了模块的输入电压波纹，选择能满足任何输入电压波纹要求的电容值，根据公式估算输入电压波纹，最大情况为v
in
＝2v
out
，如公式显示；
[0159]
13、输出电容：本模块需要一个输出电容来维持dc输出电压，使用陶瓷电容或者poscap可获得最佳性能，使用公式估算输出波纹，使用陶瓷电容时，开关频率处的阻抗主要为电容，输出电压波纹主要由电容引起，为简化起见，使用公式esr对输出波纹的作用很
小，因此，需要一个外部斜坡来稳定系统，poscap在开关频率处的阻抗主要是其esr，esr斜坡电压足够高用于稳定系统，因此，无需外部斜坡，最小esr值选择12mω左右，以确定稳定工作，为简化起见，输出波纹可根据公式近似算出。
[0160]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。