展望工廠自動化的未來，IO-Link 是工業(yè) 4.0 的支持接口。您可以使用 IO-Link 雙向、獨立于制造商的通信協(xié)議來開發(fā)高效且可擴展的“智能工廠”。

TI TIOL111 IO-Link 收發(fā)器和 TIOS101 數(shù)字輸出開關將有助于在工廠中實現(xiàn)下一代傳感器和執(zhí)行器，同時提供進一步優(yōu)化產品和簡化物料清單的功能。

您可以利用 TIOL111 和 TIOS101 器件之間的引腳兼容性來開發(fā)一個完整的 IO-Link 和支持標準輸入/輸出 (SIO) 的傳感器產品組合，而無需為每個產品使用兩個單獨的 PCB。每個器件都支持預期的接口，同時還支持集成保護，包括：

? 16kV 電工委員會 (IEC) 61000-4-2 靜電放電 (ESD)。

? 4kV IEC 61000-4-4 電快速瞬變 (EFT) 標準 A。

? 1.2kV/500Ω IEC 61000-4-5 (浪涌)。

? ±65V 瞬態(tài)公差。

? 反極性高達 ±55V。

? 過電流/過電壓/過熱。

通過或大大減小初提供保護的外部瞬態(tài)電壓抑制 (TVS)二極管器件的尺寸，這種保護級別可以簡化設計，從而與上一代或同類解決方案相比，了總體 BOM 和相關成本。傳感器的物理尺寸將會繼續(xù)縮小。這些傳感器中小的一種可能是圓柱形傳感器，如圖 1 所示。

圖 1.IO-Link 圓柱形傳感器

圖 1 頂部的傳感器是帶有圓柱形外殼的成品。中間的導線是傳感器的內部 PCB。該 PCB 尺寸為 17.5mm x 2.5mm。為了適應這些小型尺寸，需要一個同樣小的器件來實現(xiàn) IO-Link或 SIO 輸出。了解這些系統(tǒng)要求推動了 TIOL111 和 TIOS101的新封裝開發(fā)。DMW 封裝是目前可用的小的熱增強型 IO-Link 封裝之一。DMW 封裝尺寸為 3.0mm x 2.5mm，它還支持用于導熱的散熱焊盤和直通引腳排布。直通引腳排布(圖 2)通過在一個 X 軸上支持到微控制器的邏輯接口，在另一個 X 軸上支持 24V IO-Link 接口，為 PCB 布局和器件放置提供進一步幫助。

圖 2.TIOL111/TIOS101 直通封裝

TIOL111 和 TIOS101 的殘余電壓很低，僅有 1.75V。使用 IO-Link 和 SIO 的傳感器堅固、密封且通常很小。這種小巧的封閉式外形帶來了眾多設計挑戰(zhàn)，其中熱性能是具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)之一。通過支持 1.75V/250mA 的超低殘留電壓，TIOL111 和TIOS101 為功耗和相關系統(tǒng)熱管理提供了卓越的基礎。表 1列出了高側和低側的驅動器電流輸出和殘余電壓。

表 1. 功率耗散 = 殘余電壓 × 10

可配置的電流限制是一項附加保護功能，可以保護傳感器并可能防止網絡關閉。通過一個 0kΩ 100kΩ 的電阻器，TIOL111 和 TIOS101 可以支持 50mA 350mA 的電流限制。該限制器可以將過電流情況通知可編程邏輯控制器 (PLC)，并通過定期監(jiān)測過電流情況來關閉器件的輸出?？膳渲玫南蘖麟娮栉挥?ILIM_ADJ 引腳上(參見圖 3)。

圖 3.TIOL111 應用原理圖

如圖 4 所示，在 ILIM_ADJ 引腳上使用 0Ω 電阻會將電流限制默認設置為 350mA。

圖 4.電流限制與 R SET 間的關系

TIOL111 和 TIOS101 的這些及其他特性和優(yōu)點可以實現(xiàn)小的傳感器尺寸，同時提供靈活性以支持多種平臺和當前的配置要求。