對于服務器、以太網交換機、基站、以及等云端基礎設施終端設備內電源的功率密度的要求越來越高。為了應對這一要求，將集成MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）DC/DC轉換器用于高電流POL（負載點）電源軌的已經成為主流。而在此之前，一直將具有外部MOSFET的PWM（脈寬調制）控制器用于電源軌。此外，高性能處理器和那些與FPGA相類似的器件在自適應電壓縮放方面的需求（根據處理器運行配置文件對Vout進行按需即時調節，以優化功率損耗）也變得越來越重要。而且，電源設計人員越來越注意不使用外部組件，并且更加關注可靠性的提升，以及對于故障的防范。

目前，TI提供TPS544C20和TPS544B20電源轉換器；這兩款轉換器將上述這兩個非常不錯的想法組合在了一起。另一方面，它們已經集成了電流承載能力高達30A和20A的MOSFET，除此之外，它們還特有PMBus? 控制功能。

‘PMBus’是什么，它在電源方面為什么具有如此之高的價值？PMBus代表“電源管理總線”，它是對電源管理的“遠程控制”。PMBus控制的設計理念在于，你可以用軟件命令來即時控制和設定電源管理器件。在純粹的模擬設計中，你需要在設計階段設定器件運行方式，并且選擇電阻器和電容器，所以這一點是無法實現的。借助PMBus協議，一個控制處理器能夠改變開關頻率、電流限值和輸出電壓等參數。PMBus還能提供遙感勘測功能，比如說讀取IC溫度和電流等數值，這樣的話，處理器就能夠動態地監視電源系統了。

PMBus的設計理念來源于19世紀80年代早期開發出來的普遍采用I2C總線。I2C總線，表示內部IC（集成電路），曾經是一個控制和監視任一電子系統的通用總線。它曾經是一個簡單的總線協議，取代了當時的很多專有協議。基于I2C總線，在1995年定義了SMBus協議或稱為系統管理總線。由于它增加了數據包錯誤校驗而使其自身變得更加穩健耐用，SMBus與I2C之間有著些許的不同。SMBus曾被用于個人電腦和服務器。不過，這個行業的從業人員很快認識到，最好用一個共同協議和標準集來滿足系統的電源管理需求，而這一想法最終催生出PMBus控制定義。在將SMbus用作物理層的同時，PMBus設立了針對電源管理的協議，從而取代了數個專有協議。

TI的SWIFT?TPS544C20和TPS544B20是業內第一款具有集成FET和PMBus數字接口的4.5V至18V，30A DC/DC轉換器。為了使工程師在使用這些產品進行設計時更加簡便，我們在WEBENCH? 電源設計工具中增加了支持。在WEBENCH工具內部，你能夠練習很多的PMBus命令，并且可以立即看到這些命令對于設計產生的影響，從而幫助你快速分析設計，以及進行原型設計。

比如說，我們用PMBus命令來實時改變一個控制器的輸出電壓。例如，為了延長電池的使用壽命，你希望限制筆記本電腦等功耗敏感應用內的微處理器的性能。你知道，微處理器的功率耗散與C V 2 f成比例。功率耗散取決于電壓的平方，所以，電壓的減少對于功耗降低會產生更加明顯的效果。微處理器能夠動態地發出一個PMBus命令給電源轉換器，以通過PMBus總線來減小輸出電壓。這個Vout轉換命令由TPS544C20或TPS544B20來執行，以改變其Vout。下面給出了這些設計步驟。

我用TPS544C20創建了一個設計，3.3V的標稱輸出電壓能夠提供20A的輸出電流。輸入電壓在4.5V至5.5V之間。在高級選項中，我將PMBus命令Vref Margin Low（裕量低值）設定為-16.67%，并且將運行裕量設定為“Margin Low”，以降低輸出電壓（圖1）。

圖1.在“Advanced Options”WEBENCH控制面板內設定PMBus命令。

這一設置使得TPS544C20將Vout從3.3V的標稱值變換為2.75V，降低了16.67%。你可以在WEBENCH電源設計工具中用在線“Vout變換”仿真來模擬這個效果（圖2）。

圖2.Vout變換仿真。

如果你放大輸出電壓波形，你將會發現輸出電壓紋波沿著平均Vout變化，從3.3V變換為2.75V。OP Val部分中的工作值表示針對全新Vout的全部變量。

在這部視頻中獲得與我所使用的WEBENCH設計完全一樣的設計（這個設計由全新的“與大家分享”特性創建）。

在WEBENCH電源設計工具中，用PMBus特性來試著創建一個PMBus系統電源設計，并且用在線SPICE仿真來分析這個設計。