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是针对工业应用中智能传感器和执行器的点对点3线接口的通信标准。IO-Link将这些设备的传统接口功能从简单的NC /NO开关接口(标准IO或SIO模式)扩展到双向智能接口，能够通过编码切换以三种不同速度(COM1- 4.8kb / s，COM2-38.4kb /s或COM3-230.4kb / s)。除了数据引脚(C / Q)外，IO-Link A型接口还有一个24VDC电源引脚(L +)和一个公共返回引脚(L-)。

　　IO-Link主站启动时，会询问每个连接的设备，以确定设备的正确操作模式：SIO，COM1，COM2或COM3。这允许传统和支持IO-Link的设备在同一个系统中无缝运行。

　　LTC2874额定CQ输出电流为110mA。通过并联通道可以获得高达440mA的电流。虽然这超出了IO-Link规范，但是一些非标准SIO应用可能需要更大的电流来源和/或需要维持四个独立通道的功能。本文介绍如何重新利用LTC2874的热插拔通道，以在维持LTC2874的IO-Link特性和功能的同时，为SIO负载提供更大的电流(称为SIO+模式)。

　　电路描述

　　如图1中的端口1-3所示，通过将通道的热插拔控制器输出连接到其相应的CQ引脚，可以在SIO +模式下获得任意大的源电流。对于高电流端口，L +的热插拔功能不是可用的; 然而，可以为需要的应用添加外部热插拔控制器。未使用SIO输出的LTC2874热插拔控制器可用于普通L +或其他用途，如图1中的端口4所示。

　　LTC2874 不用于SIO输出的热插拔控制器可用于正常的L +或其他用途，如图1中的端口4所示。

　　

　　在正常的IO-Link或SIO操作期间，L + MOSFET关闭，CQ输出通过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唤醒脉冲生成。

　　在SIO +操作期间，L + MOSFET通过SPI寄存器接口进行控制，CQ被禁止(TXEN为低电平或在SPI寄存器控制下)。寄存器0xE的高四位控制L + MOSFET。在SIO +模式下，开关频率限制在近似COM1的速度。

　　如果CQ和L+输出同时**，则LTC2874不会受到损坏，因为输出波形的上升和下降轨迹是非单调的，所以不推荐使用此工作模式。这些轨迹是由于通道之间的时序差异以及各种电流限制和源电阻的相互作用而产生的。

　　LTC2874如果CQ和L+输出同时**，则不会损坏，因为输出波形的上升和下降轨迹是非单调的，所以不建议使用此工作模式。这些轨迹是由于通道之间的时序差异以及各种电流限制和源电阻的相互作用而产生的。

　　SIO +模式的最大输出电流由MOSFET和检测电阻RS的选择决定。电流限制由50mV / RS设定。图1中电路的典型电流限制是500mA。考虑到容差和变化，港口的输出额定值为400mA。必须选择MOSFET来处理电压，电流和安全工作区(SOA)要求。有关更多详细信息，请参见LTC2874数据手册。

　　LTC2874 数据表了解更多细节。

　　MOSFET的输出电容向IO-Link标准所允许的最大1nF提供约60pF。

　　由于这个电路并联两个驱动器，所以不活动的驱动器作为主动驱动器上的容性负载。

　　当**的驱动程序改变状态时，它将在非**的驱动程序中产生一个充电电流。由于MOSFET的电容较大，CQ驱动器的边沿速率较快，因此在IO-Link工作期间这种影响更为明显。为了防止充电电流脉冲在有源驱动器关闭时产生振铃，将MOSFET源极与C / Q驱动器输出之间的寄生电感降至最低。

　　

　　

　　图2和图3显示了在SIO +或正常IO-Link模式下工作时，单个带SIO

　　+端口的驱动电阻性负载的操作波形。电源电压为24V，电阻负载分别为56Ω和200Ω。

　　结论

　　通过将热插拔通道重新设置为更高电流的SIO驱动器，可以获得在SIO +模式下，任意大的LTC2874工作电流。

　　LTC2874 SIO +模式下的操作可以通过将热插拔通道重新设置为更高电流的SIO驱动器来获得。