ADI的智能工厂专业知识助您选择合适的IO-Link从站收发器

作者：Michael Jackson和Brian Condell

出色的IO-Link从站收发器应能够全方面满足应用要求。这是智能工厂系列的最后一篇博文，讨论了选择IO-Link从站收发器时需要考虑的因素，并说明了ADI公司IO-Link收发器产品系列的特性如何帮助尽可能简化这一过程。请点击此处查看之前的博文。

连接器引脚功能

选择IO-Link从站收发器时，我们先要考虑该器件支持的连接器引脚功能的数量和类型。有些智能工厂器件可能只需要一个C/Q引脚来进行数据传输/切换，MAX22514非常适合此类任务。有些器件可能需要IO-Link连接，其中包括额外的数字输入(DIN)，以传输来自基本传感器或按钮开关的信号。在这种情况下，MAX22515是更好的选择。还有些器件可能还需要将DIN配置为数字输出(DO)，而MAX22513提供了这种额外的自由度。

图1.IO-Link从站收发器上的端口引脚功能

小尺寸

随着工业运营自动化程度不断提高，工厂车间的设备密度也在迅速增加。这迫使IO-Link传感器和执行器不断缩小，使收发器封装尺寸成为关键特性。设计可放入超小型外壳的IO-Link器件并非易事，而采用2.5 x 2mm WLCSP（晶圆级芯片规模封装）的MAX22515可以帮助应对这一挑战。

集成度高、热耗散低

传感器和执行器外壳不断缩小会导致一个意外后果，即表现为热量形式的功耗成为更大的问题。IO-Link从站通常从IO-Link主站（24V电源）获取电源，但仅需要低数字电平电压(3-5V)即可运行。电压大幅下降会导致相当大的功率浪费。传统方法是使用外部DC-DC降压转换器，但额外的元件会导致增加电路板尺寸。具有高效率全集成式DC-DC转换器的IO-Link收发器可以顺利解决此问题，例如MAX22513或者MAX22514，前者可通过低输出电阻驱动器（典型值2Ω）提供高达300mA的电流，后者则通过2.4 Ω驱动器提供高达200mA的电流。

图2.外壳横截面，可见采用集成有DC-DC转换器的MAX22513可节省大量空间

同样，带有集成振荡器（充当管理通信链路的从站微控制器的时钟源）的IO-Link收发器可以节省空间并简化物料清单(BOM)。MAX22513和MAX22514均具有集成振荡器。

稳健性

工厂车间条件严苛、不容怠慢，若没有充分的保护措施抵御瞬时浪涌和静电放电(ESD)，敏感的半导体电路将很快遭到破坏。ADI公司的IO-Link收发器集成了±60V电缆接口保护功能，具备应对工业环境严苛条件所需的坚固耐用性能。此外，这些收发器具有可调限流值和摆率的发送器，以实现更优越的电磁兼容性(EMC)。

LED驱动器

某些应用需要IO-Link收发器来驱动外部状态LED，而MAX14827A和MAX14828可提供此功能。

图3.配置为驱动LED的MAX14827A IO-Link从站收发器

通信和控制接口

从站微控制器带有各种通信和控制接口，为了实现更优异的灵活性，ADI公司的IO-Link收发器支持不同的接口选项，包括：

• SPI - MAX22514或MAX22513
• I2C - MAX22513或MAX22515
• 引脚模式 - MAX22515

总结

本系列博客文章介绍了IO-Link如何充分体现“智能工厂”概念。这种多功能接口简化了与智能传感器和执行器的通信，将信号传输与电缆供电技术相结合。随着工业自动化系统日益互连和智能化以适应集中控制和优化生产的需求，它已成为关键赋能因素之一。下表总结了ADI公司IO-Link产品系列中从站收发器的特性。

说明:

图4.ADI公司IO-Link从站收发器产品系列及特性表格