IO Link在工業的應用及國產過壓保護設計

隨著工業4.0和智能工業的推進，IO-Link將會在工業自動化領域越來越流行。

目前ST的IO Link應用廣泛，ST使用的是型號為STM32F76的MCU。可以利用它來支持以太網或者現場的工業網絡總線。這個板上還有USB口，它可以連接電腦，使用TEConcept的IO-Link tool、IO-Link control Tool進行測試和配置。同時，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型號為AX58400的主控制器,里邊封裝一個STM32H755，再加上一個EtherCAT的從站控制器的SIP。這個SIP的上面可以連接到EtherCAT的主站，下面可以接8個L6360來支持8路的IO-Link接口，這樣就可以形成一個單芯片的方案，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，上海雷卯推出國產化小體積的過壓保護方案，完美替代ST，并已在國內主流的編碼器，I/O Link廠商批量出貨，按照以上接口分類，我們對器件的接口設計方案如下。

VN808CM的VCC過壓保護設計

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

VN808CM的8通道外傳感器過壓保護設計

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，滿足工業控制的測試需求。

可以滿足HS LS K V+ V-各個通道的保護。

針對L7986A的過壓保護設計

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，可以滿足浪涌測試需求。發生浪涌時可以保護后端的IC芯片。

PROFI NET的網口保護

profinet通信速率取決于網絡信號強度和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于百兆網絡的過壓保護設計如下：配合HX1260NL設計。

USB接口的過壓保護設計

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。

關于上海雷卯

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

雷卯電子專業為客戶提供電磁兼容EMC的設計服務，提供實驗室做摸底免費測試，從客戶高效，控本方便完成設計，希望為更多的客戶能快速通過EMC的項目，提高產品可靠性盡力。

雷卯電子電磁兼容實驗室，提供免費測試，提供外圍靜電保護參考電路。