MAX14819 点击型号即可查看芯片规格书
MAX14819低功耗，双通道，IO-Link 主收发器为苛刻的工业环境中的IO-Link通信提供了强大的接口。随着模块尺寸越来越小，传感器和执行器的生产密度不断上升，管理工业传感器、执行器及其同类产品的热量以确保系统的长期可靠性变得非常重要。
MAX14819具有两个spi可配置，IO-Link兼容的CQ收发器，支持标准输入输出(SIO)作为1型/ 3型数字输入，允许在多种模式下运行，包括SIO模式，数字输入(DI)和数字输出模式，以及IO-Link模式。集成电路还包括两个L+_限流传感器电源控制器。根据工作模式和IC的配置不同，正常工作时的功耗会有所不同。
本应用笔记讨论了在正常工作期间增加MAX14819功耗的因素，并包括一个Excel电子表格功耗计算器计算MAX14819功耗，以便快速计算。
为了计算MAX14819的总功耗，需要考虑多个设置和因素。总的来说，总功耗(PDIS)可以包括以下任何一项:
静止的权力
5V稳压电源
CQ_驱动器的功率耗散
在CQ_接收器中的耗散功率
DI输入的功耗
其他因素也会增加一些功耗，包括LED的下沉电流;然而，这些被认为是最小的，在大多数情况下可以忽略。它们没有被考虑到计算MAX14819功耗电子表格中。
MAX14819具有集成稳压器，可在V(5)引脚上产生5V。该稳压器可以启用(REG =打开/未连接)或禁用(REG = GND)。5V必须存在于V(5)引脚上，设备才能正常工作。因此，如果内部稳压器被禁用，外部5V源必须向V(5)引脚提供5V。MAX14819的静态功耗取决于该稳压器是否启用或禁用。
使能时，假设V(5)无负载，则静态功率P(Q_EN)可计算为:
P (Q_EN) = (V (CC) x (CC_EN)) + ([V (CC) - (5)] x我(V5_LOAD))
请注意，5V稳压器可以驱动外部负载高达20mA。从这个方程可以清楚地看出，稳压器输出(V5)上的任何外部负载都会显著增加功耗。
示例:假设典型的IO-Link电源电压为24V，没有外部负载加在V5上。使用此配置，最大静态功率为:
P(Q_EN) = (24V × 1.9mA) + ([24V - 5V] × 0mA)
P(Q_EN) = 43.2mW
当内部稳压器不使能时，静态功耗(P(Q_DIS))包括两个因素:V(CC)引脚上的电源功耗和V(5)引脚上的电源功耗:
P(q_dis) = P(cc) + P(ldo5)
P(Q_DIS) = (V(CC) × I(CC_DIS)) + (V(5) × I(5))
从IC数据表来看，V(CC)电源电流从1.8mA(类型)降至0.4mA(类型)，V5静态电流约为1.4mA。假设与上述计算相同的V(CC)条件，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
标准数字输出由IEC 61131-2标准定义。MAX14819 CQ_ I/ o可以配置为在此模式下工作。当使用CQ_通道作为标准数字输出(SIO DO)时，在功率计算中包括所选的CQ_电流限制是很重要的。在此模式下，CQ_驱动器的功耗P(CQ_D)可计算为:
P(cq_do) = (r (on) × i (cqload)(2))
注意，此计算假设只有一个驱动程序以SIO DO模式运行。如果两个驱动器都配置为此模式，则耗散的功率需要乘以2。
将驱动的功耗加上静态功耗，MAX14819在SIO DO模式下的总功耗计算为:
P(total) = P(q) + P(cq_do)
其中P(Q)是静态功耗(参见上面的“静态功率:使用内部稳压器或外部稳压器”部分)，内部稳压器启用(P(Q_EN))或禁用(P(Q_DIS))，具体取决于所选择的配置。请注意，如果两个驱动都配置为此模式，则CQ驱动中的功耗需要乘以2。
示例:使用带有内部稳压器的24V电源(无外部负载)，同时使用CQA和CQB进行SIO DO操作，负载电流为200mA，总功耗为:
P(总)= (V (CC)×我(CC_EN)) +[2×(R(上)×我(CQLOAD) (2)))
P(TOTAL) = (24V × 1.8mA) + [2 × (1欧姆 × 200mA)2] = 43.2mW + 80mW
P(TOTAL) = 123.2mW
标准数字输入(SIO DI)由IEC 61131-2标准定义。MAX14819在CQ_和DI引脚上支持1型和3型特性当在SIO DI模式下使用CQ_和/或DI_通道时，在功率计算中包括所选的电流吸收是很重要的。在此模式下，CQ_或DI_接收器输入的功耗P(CQ_DI)计算为:
P(cq_di) = (v (cq_or_di) × i (sink))
注意，这个计算只针对一个输入。如果使用多个输入(例如，两个CQ_通道都配置为SIO DI输入)，则该值应乘以启用的输入数量。
将接收端功耗与静态功耗相加，max14819在SIO DI模式下的总功耗计算为:
P(total) = P(q) + P(cq_di)
其中P(Q)是静态功耗(参见上面的“静态功率:使用内部稳压器或外部稳压器”部分)，内部稳压器启用(P(Q_EN))或禁用(P(Q_DIS))，具体取决于所选的配置。请注意，如果两个驱动都配置为此模式，则CQ驱动中的功耗需要乘以2。
示例:使用带有内部稳压器(无外部负载)的24V电源，配置CQA和CQB为SIO DI工作，使能2.5mA(类型)电流吸收，总功耗为:
P(总)= (V (CC)×我(CC_EN)) +[2×(V (CQ)×我(下沉)))
P(TOTAL) = (24V × 1.8mA) + [2 × (24 × 2.5mA)] = 43.2mW + 120mW
P(TOTAL) = 163.2mW
当在IO-Link模式下操作MAX14819时，CQ_通道既充当接收器(具有用于放电线路的电流接收器)又充当线路驱动器。CQ电流汇必须考虑到CQ接收器输入被拉高的时间百分比。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)功耗对于此计算可以忽略不计。该模式下CQ I/ o的功耗P(IO_LINK)计算公式为:
P(io_link) = % time high × (v (cq) × i (sink))
注意，这个计算只针对一个I/O。如果两个通道都用于IO-Link通信，则该值应乘以2。
将IO-Link I/ o的功耗加上静态功耗，则IO-Link模式下MAX14819的总功耗计算为:
P(total) = P(q) + P(io-link)
其中P(Q)是静态功耗(参见上面的“静态功率:使用内部稳压器或外部稳压器”部分)，内部稳压器启用(P(Q_EN))或禁用(P(Q_DIS))，具体取决于所选的配置。请注意，如果两个驱动器都配置为IO-Link通信，则CQ I/ o中的功耗需要乘以2。
示例:使用带有内部稳压器(无外部负载)的24V电源，并配置CQA和CQB用于IO-Link操作，使能5.8mA(类型)电流吸收(假设CQ_接收器在通信期间有20%的时间被拉高)，总功耗为:
P(总)= (V (CC)×我(CC_EN)) + (2 x(0.2×V (CQ)×(下沉)))
P(总)= (24 v×1.8 ma) +(2×0.2 x(24×5.8 ma))) = 43.2 + 55.7 mw
P(TOTAL) = 98.9mW
MAX14819使用外部p通道mosfet和L+A和L+B电源控制器的感测电阻。L+线可能需要提供大量的功率，因此在选择这些外部组件时应特别注意，以尽量减少功耗。L+线耗散功率(P(L+))包括感测电阻(R(sense))耗散功率和场效应管耗散功率:
P L(+) =(我(L +负载)(2)×(R(感觉)+(2×R (ON_FET))))
此计算适用于一个L+电源控制器。如果两个控制器都启用，则乘以2。
举例:假设L+电源负载电流为500mA，限流设为1A (R(SENSE) = 15毫欧)，线路中使用theON Semiconductor NTTFS5116PL p通道mosfet，则L+ a或L+B的外部元件功耗如下:
P L(+) =(我(L +负载)(2)×(R(感觉)+(2×R (ON_FET))))
P L (+) = [500 ma(2)×(15 m +(2×37 毫欧)))= 22.2兆瓦每通道
提供计算MAX14819功耗计算器，以帮助简化使用MAX14819时的功耗计算。要有效地使用计算器，请遵循以下步骤:
选择MAX14819电路的电路配置:内部稳压器或外部稳压器。内部调节器启用(REGEN是打开):使用标记为INT_REG的电子表格内部调节器禁用(REGEN = GND)，外部调节器用于V5: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。注意，其中包括两列:TYP和MAX。在“MAX”列中输入最坏情况/最高功耗值的最大值。
在Channel Mode Selection部分中输入用于每个配置的通道数。当输入电压、电流、电阻和通道数时，输出部分自动计算功耗值。
要计算电路的总功耗，请勾选“输出”部分中适用于最终电路的每行旁边的方框。这些行的值被添加到OUTPUT部分底部的TOTAL计算中。
计算器还包括第三个电子表格:PKG，该表格旨在作为器件封装和热特性的快速参考。一个简单的结温计算器也包括在内。在黄色框中输入热特性来计算MAX14819的结温。
