双通道，IO-Link的®主收发器提供了一种用于在恶劣的工业环境IO-Link通信鲁棒的接口。随着模块尺寸变小，生产车间的传感器和执行器密度不断增加，管理工业传感器，执行器及其对应部件的热量非常重要，以确保长期的系统可靠性。
双IO-Link主收发器具有两个SPI可配置，IO-Link兼容的CQ收发器，支持标准输入和输出（SIO）作为类型1 /类型3数字输入，允许在多种模式下工作，包括SIO模式，数字输入（DI）和数字输出模式和IO-Link模式。该IC还包括两个L + _限流传感器电源控制器。根据操作模式和IC的配置，正常操作期间的功耗会有所不同。
本应用笔记讨论了双IO-Link主收发器正常工作时功耗的因素，包括Excel电子表格功耗计算器计算双IO-Link主收发器功耗，以便快速计算。
总功耗概述
要计算双IO-Link主收发器的总功耗，需要考虑多种设置和因素。总体而言，总功耗（PDIS）可包括以下任何一项：
1、静止的力量
2、5V稳压电源
3、功耗在CQ_驱动器中消耗
4、功率在CQ_接收器中消散
5、DI输入功率消耗
其他因素也会增加一些功耗，包括LED吸收电流; 然而，这些被认为是最小的，在大多数情况下可以忽略。它们不计算在计算双IO-Link主收发器功耗表电子表格中。
静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器
所述双IO-Link主收发器具有一个集成调节器，以产生在V 5V 5针。可以使能该稳压器（REG =开路/未连接）或禁用（REG = GND）。5V必须存在在V 5引脚对器件正常运行。这样，如果内部稳压器被禁用，外部5V电源必须提供5V到V 5针。双IO-Link主收发器的静态功耗在很大程度上取决于该稳压器是使能还是禁止。
启用后，假设V 5上没有负载，静态功率（P Q_EN）可以计算为：
P Q_EN =（V CC x I CC_EN）+（[V CC - V 5 ] x I V5_LOAD）
请注意，5V稳压器可以驱动高达20mA的外部负载。从该等式可以清楚地看出，稳压器输出（V5）上的任何外部负载都会显着增加功耗。
示例：假设典型的IO-Link电源电压为24V，且没有外部负载施加到V5。使用此配置，最大静态功耗为：
P Q_EN =（24V×1.9mA）+（[24V - 5V]×0mA）
P Q_EN = 43.2mW
禁用内部稳压器时，静态功耗（P Q_DIS）包括两个因素：V CC引脚上的电源引起的功耗以及V 5引脚上的电源引起的功耗：
P Q_DIS = P CC + P LDO5
P Q_DIS =（V CC ×I CC_DIS）+（V 5 x I 5）
从IC数据手册中，V CC电源电流从1.8mA（典型值）降至0.4mA（典型值），V5静态电流约为1.4mA。假设与上述计算中使用的V CC条件相同，则P Q_DIS功率为：
P Q_DIS =（V CC ×I CC_DIS）+（V 5 ×I 5）
P Q_DIS =（24V×0.4mA）+（5V×1.4mA）= 9.6mW + 7mW = 16.6mW
不同运行方式的功耗计算
SIO DO模式（CQA / CQB）
标准数字输出由IEC 61131-2标准定义。双IO-Link主收发器 CQ_ I / O可配置为在此模式下工作。当使用CQ_信道作为标准数字输出（SIO DO）时，重要的是在功率计算中包括所选择的CQ_电流限制。在此模式下，CQ_驱动器中消耗的功率（P CQ_D）可以计算为：
P CQ_DO =（R ON ×I CQLOAD 2）
请注意，此计算假定只有一个驱动程序在SIO DO模式下运行。如果两个驱动器都配置为此模式，则耗散功率需要乘以系数2。
将驱动器消耗的功率增加到静态功耗，双IO-Link主收发器在SIO DO模式下的总功耗计算如下：
P TOTAL = P Q + P CQ_DO
其中P Q是静态功耗（参见上面的“静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器”部分），内部稳压器使能（P Q_EN）或禁用（P Q_DIS），具体取决于所选的配置。请注意，如果两个驱动程序都配置为此模式，则CQ驱动程序中消耗的功率需要乘以系数2。
示例：使用带内部稳压器的24V电源（无外部负载），并使用CQA和CQB进行SIO DO操作，负载电流为200mA，总功耗为：
P TOTAL =（V CC ×I CC_EN）+ [2×（R ON ×I CQLOAD 2）]
P TOTAL =（24V×1.8mA）+ [2×（1Ω×200mA）2] = 43.2mW + 80mW
P TOTAL = 123.2mW
SIO DI模式（CQA / CQB和DIA / DIB）
标准数字输入（SIO DI）由IEC 61131-2标准定义。双IO-Link主收发器支持CQ_和DI引脚上的类型1和类型3特性在SIO DI模式下使用CQ_和/或DI_通道时，在功率计算中包含所选的电流吸收非常重要。在该模式下，CQ_或DI_接收器输入中消耗的功率P CQ_DI计算如下：
P CQ_DI =（V CQ_OR_DI ×I SINK）
请注意，此计算仅适用于一个输入。如果使用多个输入（例如，两个CQ_通道都配置为SIO DI输入），则应将此值乘以启用输入的数量。
将接收器消耗的功率与静态功耗相加，双IO-Link主收发器在SIO DI模式下的总功耗计算如下：
P TOTAL = P Q + P CQ_DI
其中P Q是静态功耗（参见上面的“静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器”部分），内部稳压器使能（P Q_EN）或禁用（P Q_DIS），具体取决于所选的配置。请注意，如果两个驱动程序都配置为此模式，则CQ驱动程序中消耗的功率需要乘以系数2。
示例：使用带内部稳压器的24V电源（无外部负载），并在启用2.5mA（典型值）电流吸收器的情况下配置CQA和CQB用于SIO DI操作，总功耗为：
P TOTAL =（V CC ×I CC_EN）+ [2×（V CQ ×I SINK）]
P TOTAL =（24V×1.8mA）+ [2×（24×2.5mA）] = 43.2mW + 120mW
P TOTAL = 163.2mW
IO-Link模式（CQA / CQB）
在IO-Link模式下操作双IO-Link主收发器时，CQ_通道充当两个接收器（带有用于放电线路的电流吸收器）和线路驱动器。CQ接收器输入被拉高的时间百分比必须考虑CQ电流吸收。但是，由于CQ驱动器输出驱动高阻抗，因此驱动器的I 2 R ON功耗对于此计算可忽略不计。在此模式下，CQ I / O，P IO_LINK的功耗计算如下：
P IO_LINK =％TIME HIGH×（V CQ ×I SINK）
请注意，此计算仅适用于一个I / O. 如果两个通道都用于IO-Link通信，则该值应乘以系数2。
将IO-Link I / O消耗的功耗与静态功耗相加，MAX14819在IO-Link模式下的总功耗计算如下：
P TOTAL = P Q + P IO-LINK
其中P Q是静态功耗（参见上面的“静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器”部分），内部稳压器使能（P Q_EN）或禁用（P Q_DIS），具体取决于所选的配置。请注意，如果两个驱动程序都配置为IO-Link通信，则CQ I / O中消耗的功率需要乘以系数2。
示例：使用带内部稳压器的24V电源（无外部负载），并为启用5.8mA（典型值）电流吸收器的IO-Link操作配置CQA和CQB（假设CQ_接收器在20％的时间内拉高在通信期间），总功耗为：
P TOTAL =（V CC ×I CC_EN）+ [2 x（0.2×V CQ ×I SINK）]
P TOTAL =（24V×1.8mA）+ [2×0.2×（24×5.8mA））] = 43.2mW + 55.7mW
P TOTAL = 98.9mW
功耗在外部组件中
双IO-Link主收发器为L + A和L + B电源控制器使用外部p通道场效应晶体管和检测电阻。L +线可能需要提供大量功率，因此在选择这些外部元件时应特别注意以最大限度地降低功耗。L +线（P L +）消耗的功率包括检测电阻（R SENSE）中消耗的功率和FET中消耗的功率：
P L + = [I L + LOAD 2 ×（R SENSE +（2×R ON_FET））]
该计算适用于一个L +电源控制器。如果两个控制器都已启用，则乘以2。
示例：假设500mA L +电源负载电流，电流限制设置为1A（R SENSE =15mΩ），并使用线路中的在半导体 NTTFS5116PL p通道场效应晶体管，L + A或L +的外部元件功耗B如下：
P L + = [I L + LOAD 2 ×（R SENSE +（2×R ON_FET））]
P L + = [500mA 2 ×（15m +（2×37mΩ））] =每通道22.2mW
使用计算双IO-Link主收发器功耗计算器
该计算双IO-Link主收发器功耗 提供了计算器，以帮助使用双IO-Link主收发器时简化功率计算。若要有效使用计算器，请按照下列步骤操作：
选择双IO-Link主收发器电路的电路配置：内部稳压器或外部稳压器。内部稳压器已启用（REGEN已打开）：使用标记为INT_REG内部稳压器禁用（REGEN = GND）的电子表格，用于V5的外部稳压器：使用标记为EXT_REG的电子表格。
在INPUT部分的黄色框中输入电路的电压，电流和电阻值。请注意，包括两列：TYP和MAX。输入MAX列中的最大值，以获得最差/最高功耗值。
在“通道模式选择”部分中输入用于每种配置的通道数。当输入电压，电流，电阻和通道数值时，将在OUTPUT部分自动计算功耗值。
要计算电路中的总功耗：选中输出部分中适用于最终电路的每一行旁边的框。这些行中的值将添加到OUTPUT部分底部的TOTAL计算中。
计算器还包括第三个电子表格：PKG。该表旨在作为器件封装和热特性的快速参考。还包括一个简单的结温计算器。在黄色框中输入热特性以计算双IO-Link主收发器的结温。
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