IO Link在工業(yè)的應用及國產(chǎn)過(guò)壓保護設計

隨著(zhù)工業(yè)4.0和智能工業(yè)的推進(jìn)，IO-Link將會(huì )在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域越來(lái)越流行。

目前ST的IO Link應用廣泛，ST使用的是型號為STM32F76的MCU?？梢岳盟鼇?lái)支持以太網(wǎng)或者現場(chǎng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)。這個(gè)板上還有USB口，它可以連接電腦，使用TEConcept的IO-Link tool、IO-Link control Tool進(jìn)行測試和配置。同時(shí)，這板上還有ST的L6360芯片。

亞信的EtherCAT轉IO-Link主站的方案使用了一個(gè)型號為AX58400的主控制器,里邊封裝一個(gè)STM32H755，再加上一個(gè)EtherCAT的從站控制器的SIP。這個(gè)SIP的上面可以連接到EtherCAT的主站，下面可以接8個(gè)L6360來(lái)支持8路的IO-Link接口，這樣就可以形成一個(gè)單芯片的方案，可以支持EtherCAT的從站作為IO-Link主站的方案。

針對以上整套方案，上海雷卯推出國產(chǎn)化小體積的過(guò)壓保護方案，完美替代ST，并已在國內主流的編碼器，I/O Link廠(chǎng)商批量出貨，按照以上接口分類(lèi)，我們對器件的接口設計方案如下。

由于此芯片的供電電壓是dc24V，并且會(huì )有浮動(dòng)，推薦使用雷卯的SM15T33A 單向TVS，或LM1K24CA ，可以滿(mǎn)足2kv的浪涌設計保護。

NPN和PNP傳感器的保護方案

從上圖看出以上保護傳感器各需要3顆ESD二極管保護，且工作電壓為24V，由于考慮到電壓的波動(dòng)建議選取36V保護的ESD二極管，上海雷卯提供SOT-23的雙路ESD  SM36 ,SOD-323的SD36,DFN1006的SDA3611DN,可以滿(mǎn)足以上器件的直接替代。且浪涌保護能力比ST的2A大很多，滿(mǎn)足工業(yè)控制的測試需求。

可以滿(mǎn)足HS LS K V+ V-各個(gè)通道的保護。

ST的L7986A的DC-DC芯片耐壓值為38V,正常工作電壓為24V，所以此處可以選擇小體積大功率的，SMB15J30CA，SMB封裝，可以滿(mǎn)足浪涌測試需求。發(fā)生浪涌時(shí)可以保護后端的IC芯片。

profinet通信速率取決于網(wǎng)絡(luò )信號強度和SINR值,如果以上二者都很好,通信速率能達到80mbps。

我們參考上海雷卯的關(guān)于百兆網(wǎng)絡(luò )的過(guò)壓保護設計如下：配合HX1260NL設計。

由于USB為近距離通信，主要防護為插拔靜電和小浪涌，所以推薦以下方案。

上海雷卯專(zhuān)注電子產(chǎn)品電磁兼容設計，電子產(chǎn)品的接口防護需用過(guò)壓保護器件，很多工程師意識到要用保護器件，但由于選型不當或沒(méi)按照ESD電路PCB設計原則，造成產(chǎn)品靜電測試或EMC測試不通過(guò)，產(chǎn)品多次驗證測試，浪費人力財力，造成產(chǎn)品延遲上市的事情總有發(fā)生，或過(guò)度設計，造成成本壓力。

雷卯電子專(zhuān)業(yè)為客戶(hù)提供電磁兼容EMC的設計服務(wù)，提供實(shí)驗室做摸底免費測試，從客戶(hù)高效，控本方便完成設計，希望為更多的客戶(hù)能快速通過(guò)EMC的項目，提高產(chǎn)品可靠性盡力。

雷卯電子電磁兼容實(shí)驗室，提供免費測試，提供外圍靜電保護參考電路。