這種強(qiáng)大的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信基于成熟的傳感器和致動(dòng)器三線通信技術(shù),，對(duì)線材沒(méi)有任何額外的要求,。因此，IO-Link不是Fieldbus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),，而是現(xiàn)有的成熟的傳感器和致動(dòng)器通信技術(shù)的升級(jí)進(jìn)化,。
意法半導(dǎo)體的L6362A雖然是專為兼容IO-Link通信協(xié)議和工業(yè)4.0專門設(shè)計(jì),，但是仍然可用作標(biāo)準(zhǔn)通用收發(fā)器。
這款產(chǎn)品是一個(gè)三線數(shù)字接口傳感器驅(qū)動(dòng)解決方案,，具有高能效,、尺寸緊湊、價(jià)格親民的特點(diǎn),，可滿足現(xiàn)代傳感器和致動(dòng)器的全部要求：遠(yuǎn)程服務(wù),、標(biāo)準(zhǔn)化、功能驗(yàn)證,、診斷和監(jiān)視,。
本文將主要介紹L6362A產(chǎn)品，重點(diǎn)描述產(chǎn)品特性,、優(yōu)點(diǎn)和工作方式,。
2.L6362A產(chǎn)品特性和優(yōu)點(diǎn)
產(chǎn)品特性
如圖2所示，L6362A單片集成3.3V/5V線性穩(wěn)壓器,；SEL引腳具有輸出電壓選擇功能,；最大輸出電流12mA。穩(wěn)壓器還驅(qū)動(dòng)內(nèi)部邏輯單元,，通過(guò)邏輯單元中的透?jìng)鹘涌?，?qū)動(dòng)導(dǎo)通電阻Rds(on)極低的片上輸出級(jí)(典型值1Ω)。通過(guò)IN1和IN2兩個(gè)引腳的電平可以配置輸出級(jí)(高低邊),，同時(shí)器件外部連接OUTH和OUTL可實(shí)現(xiàn)推挽配置,。當(dāng)EN引腳置低邏輯電平時(shí)，輸出級(jí)關(guān)閉。電感在高邊配置下實(shí)現(xiàn)快速去磁,；在推挽配置中,，因?yàn)榈瓦呴_(kāi)關(guān)導(dǎo)通，所以慢速去磁有效,。輸出級(jí)高速傳輸性能使通信速度達(dá)到COM3(230.4 kbps)水平,。
圖2：L6362A框圖
該產(chǎn)品有自我保護(hù)功能：截止限流(不耗散短路保護(hù))、過(guò)熱關(guān)斷,、主動(dòng)電壓鉗位,、右側(cè)引腳極性接返保護(hù)、欠壓鎖保護(hù)和EN60947-5-2和IEC61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)電涌保護(hù),。所謂的不耗散短路保護(hù)是一項(xiàng)創(chuàng)新的電路專利技術(shù),，當(dāng)輸出級(jí)對(duì)地短路時(shí)可最大限度降低耗散功率；在多數(shù)情況下可避免過(guò)熱關(guān)斷干預(yù),。
圖3：芯片截止時(shí)的電流特性
圖4：在截止周期后過(guò)熱關(guān)斷干預(yù)
EN(過(guò)熱關(guān)斷)和OL(限流)兩個(gè)引腳可實(shí)現(xiàn)診斷功能，主微控制器還可通過(guò)OL引腳檢測(cè)IO-Link喚醒請(qǐng)求事件,。
產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)
L6362A的Rds(on)導(dǎo)通電阻在同級(jí)別產(chǎn)品中最低,，不足主要競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的十分之一，這有助于降低總功率損耗,，取得極低的耗散功率,，可插在高度數(shù)IP模塊插槽內(nèi)，沒(méi)有任何過(guò)熱問(wèn)題,。
芯片為設(shè)計(jì)人員提供一個(gè)透?jìng)鹘涌?，便于開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)的通信解決方案，高達(dá)COM3的寬傳輸速速率范圍為高頻通信提供保證,。
L6362A適用于開(kāi)發(fā)IO-link應(yīng)用以及通用收發(fā)器或簡(jiǎn)單的線路驅(qū)動(dòng)器,，其多用途特性是該產(chǎn)品的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)，例如,，“jolly”能夠勝過(guò)任何插槽,。此外，與輸出級(jí)連接非常簡(jiǎn)易,，靈活性和定制程度俱佳,。
該產(chǎn)品具有出色的全方位保護(hù)功能、高可靠性和經(jīng)久的耐用性,。
3.驅(qū)動(dòng)電容和電感負(fù)載
STEVAL-IFP017V3(圖5) 是意法半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的L6362A專用評(píng)估板,，為客戶測(cè)試該產(chǎn)品的工作性能提供一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用工具。下面我們使用該評(píng)估板分析L6362A產(chǎn)品對(duì)大電容和大電感負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力,。
圖5：STEVAL-IFP017V3演示板,，用于測(cè)試L6362A的阻容和電感負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力
為阻容負(fù)載充電
在環(huán)境溫度Ta=25°C時(shí)，使用芯片的高邊、低邊,、推挽三種配置,，給一個(gè)并聯(lián)100Ω電阻的25?F阻容負(fù)載充電，Vcc電壓在18V至30V之間,。
當(dāng)使用L6362A給一個(gè)大電容充電時(shí),，主要風(fēng)險(xiǎn)是截止保護(hù)功能可能會(huì)關(guān)閉輸出級(jí)。當(dāng)發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí),，通過(guò)并聯(lián)電阻給電容充電,。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，必須使用時(shí)長(zhǎng)小于截止時(shí)間的脈沖串來(lái)驅(qū)動(dòng)輸入級(jí)(圖6),。
圖6：阻容充電波形
圖6所示是用Vcc=24V電壓和兩個(gè)3.5ms時(shí)長(zhǎng)的脈沖信號(hào)給L6362A所連的阻容負(fù)載充電(綠線代表Vin,紅線代表Vload,，藍(lán)線代表Iload)。
如果Vcc=30V,，則需要使用三個(gè)脈沖信號(hào)才能達(dá)到相同的結(jié)果,。當(dāng)驅(qū)動(dòng)高于25?F的電容時(shí)，必須增加脈沖信號(hào)數(shù)量,。
大電感去磁
在一個(gè)大電感反復(fù)去磁過(guò)程中,，必須考慮兩個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)：1.電感放電產(chǎn)生的巨大電能可能導(dǎo)致器件燒損或燒毀；2.功率級(jí)結(jié)溫升高過(guò)快可能觸發(fā)器件本身的過(guò)熱關(guān)斷功能,。
為測(cè)試是芯片在去磁時(shí)否正常工作,，使用STEVAL-IFP017V3評(píng)估板驅(qū)動(dòng)一個(gè)1.9H的大電感，芯片外部不連接任何續(xù)流二極管,。測(cè)試條件:Vcc=24V, Tamb=25°C, 輸出電流300mA, 頻率2Hz,，占空比50%，推挽配置,。測(cè)試用的散熱盤為5mm2,。
實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常：封裝溫度最高值達(dá)到39.6°C。然后在Tamb=105°C下重復(fù)測(cè)試,，驗(yàn)證是否發(fā)生過(guò)熱關(guān)斷,。
圖7：1.9H電感去磁；Iout=300mA, Tamb=105°C
圖7所示是充電波形(綠線代表Vin,；紅線代表Vload,；藍(lán)線代表Iload)。
4.結(jié)論
L6362A是連接數(shù)字傳感器和致動(dòng)器的理想收發(fā)器,，其智能化程度足以實(shí)現(xiàn)兼容IO-Link通信協(xié)議的復(fù)雜解決方案,，同時(shí)還是一個(gè)簡(jiǎn)易的通用I/O系統(tǒng)解決方案。
該產(chǎn)品具有諸多優(yōu)點(diǎn),，例如,，業(yè)內(nèi)最低的Rds(on)電阻,，DFN微型封裝，市場(chǎng)上最高的功率級(jí),，超大電容和電感驅(qū)動(dòng)能力,，較低的產(chǎn)品價(jià)格。
參考文獻(xiàn)
(1)L6362A數(shù)據(jù)手冊(cè)