具有更高电流SIO通道的四路IO-Link主机:线性设计注意的ADI电源---凯利讯半导体
IO-Link是針對工業應用中智能傳感器和執行器的點對點3線接口的通信標準。IO-Link將這些設備的傳統接口功能從簡單的NC /NO開關接口(標準IO或SIO模式)擴展到雙向智能接口,能夠通過編碼切換以三種不同速度(COM1- 4.8kb / s,COM2-38.4kb /s或COM3-230.4kb / s)。除了數據引腳(C / Q)外,IO-Link A型接口還有一個24VDC電源引腳(L +)和一個公共返回引腳(L-)。
IO-Link主站啟動時,會詢問每個連接的設備,以確定設備的正確操作模式:SIO,COM1,COM2或COM3。這允許傳統和支持IO-Link的設備在同一個系統中無縫運行。
LTC2874額定CQ輸出電流為110mA。通過并聯通道可以獲得高達440mA的電流。雖然這超出了IO-Link規范,但是一些非標準SIO應用可能需要更大的電流來源和/或需要維持四個獨立通道的功能。本文介紹如何重新利用LTC2874的熱插拔通道,以在維持LTC2874的IO-Link特性和功能的同時,為SIO負載提供更大的電流(稱為SIO+模式)。
電路描述
如圖1中的端口1-3所示,通過將通道的熱插拔控制器輸出連接到其相應的CQ引腳,可以在SIO +模式下獲得任意大的源電流。對于高電流端口,L +的熱插拔功能不是可用的; 然而,可以為需要的應用添加外部熱插拔控制器。未使用SIO輸出的LTC2874熱插拔控制器可用于普通L +或其他用途,如圖1中的端口4所示。
LTC2874 不用于SIO輸出的熱插拔控制器可用于正常的L +或其他用途,如圖1中的端口4所示。
在正常的IO-Link或SIO操作期間,L + MOSFET關閉,CQ輸出通過TXEN,TXD和RXD正常工作。所有IO-Link功能都得到保持,包括COM3速度下的全速通信和喚醒脈沖生成。
在SIO +操作期間,L + MOSFET通過SPI寄存器接口進行控制,CQ被禁止(TXEN為低電平或在SPI寄存器控制下)。寄存器0xE的高四位控制L + MOSFET。在SIO +模式下,開關頻率限制在近似COM1的速度。
如果CQ和L+輸出同時激活,則LTC2874不會受到損壞,因為輸出波形的上升和下降軌跡是非單調的,所以不推薦使用此工作模式。這些軌跡是由于通道之間的時序差異以及各種電流限制和源電阻的相互作用而產生的。
LTC2874如果CQ和L+輸出同時激活,則不會損壞,因為輸出波形的上升和下降軌跡是非單調的,所以不建議使用此工作模式。這些軌跡是由于通道之間的時序差異以及各種電流限制和源電阻的相互作用而產生的。
SIO +模式的最大輸出電流由MOSFET和檢測電阻RS的選擇決定。電流限制由50mV / RS設定。圖1中電路的典型電流限制是500mA。考慮到容差和變化,港口的輸出額定值為400mA。必須選擇MOSFET來處理電壓,電流和安全工作區(SOA)要求。有關更多詳細信息,請參見LTC2874數據手冊。
LTC2874 數據表了解更多細節。
MOSFET的輸出電容向IO-Link標準所允許的最大1nF提供約60pF。
由于這個電路并聯兩個驅動器,所以不活動的驅動器作為主動驅動器上的容性負載。
當激活的驅動程序改變狀態時,它將在非激活的驅動程序中產生一個充電電流。由于MOSFET的電容較大,CQ驅動器的邊沿速率較快,因此在IO-Link工作期間這種影響更為明顯。為了防止充電電流脈沖在有源驅動器關閉時產生振鈴,將MOSFET源極與C / Q驅動器輸出之間的寄生電感降至最低。
圖2和圖3顯示了在SIO +或正常IO-Link模式下工作時,單個帶SIO
+端口的驅動電阻性負載的操作波形。電源電壓為24V,電阻負載分別為56Ω和200Ω。
結論
通過將熱插拔通道重新設置為更高電流的SIO驅動器,可以獲得在SIO +模式下,任意大的LTC2874工作電流。
LTC2874 SIO +模式下的操作可以通過將熱插拔通道重新設置為更高電流的SIO驅動器來獲得。
總結
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