计算MAX14819双通道IO-Link主收发器的功耗
max14819双通道io-link主收发器是一款相对低功耗的器件，集成多种功能，包括双路传感器电源控制器、io-link收发器和工业数字输入。在开发高端口io-link主解决方案时，了解收发器的功耗以管理模块中的热量非常重要。本应用笔记讨论了max14819在多种工作模式下增加功耗的因素，并附有excel电子表格功耗计算器，用于快速计算。
介绍
max14819是低功耗、双通道、io-link主收发器，为io-link提供可靠的接口 恶劣工业环境中的通信。随着模块尺寸变小，传感器和执行器密度变小 在生产车间持续上升，管理工业传感器、执行器及其 确保系统长期可靠性。®
max14819具有两个spi可配置、io-link兼容cq收发器，支持标准输入和 输出 （sio） 作为类型 1/类型 3 数字输入运行，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。该 ic 还包括两个 l+_ 限流器 传感器电源控制器。根据操作模式和ic的配置，功率 正常工作期间的耗散各不相同。
本应用笔记讨论了max14819在正常情况下增加功耗的因素 操作并包括一个excel电子表格功耗计算器 计算max14819功耗以便快速计算。
总功耗概述
为了计算max14819的总功耗，需要考虑多种设置和系数。总体而言，总功耗 （pdis） 可以包括以下任何一项：
静态功率
5v 稳压器电源
cq_驱动器中的功耗
cq_接收器的功耗
di 输入中的功耗
其他因素也会增加一些功耗，包括led灌电流;但是，这些被认为是 最小，在大多数情况下可以忽略。它们未计入max14819功耗计算表。
静态电源：使用内部稳压器或外部稳压器
max14819集成稳压器，在v上产生5v电压5针。该稳压器可以启用 （reg = 打开/未连接）或禁用 （reg = gnd）。v 上必须存在 5v5用于设备工作的引脚 通常。因此，如果内部稳压器被禁用，则必须由外部 5v 电源向 v 提供 5v 电压。5针。 max14819的静态功耗根据该稳压器的使能或禁用而变化很大。
启用时，并假设 v 上没有负载5、静态功率（pq_en） 可以计算为：
pq_en = (vcc x icc_en) + ([vcc – v5] x iv5_load)
请注意，5v稳压器可以驱动高达20ma的外部负载。从这个公式可以清楚地看出，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，v5没有施加外部负载。使用此配置，最大静态功耗为：
pq_en = (24v × 1.9ma) + ([24v – 5v] × 0ma)
pq_en = 43.2mw
当内部稳压器被禁用时，静态功耗（pq_dis） 包括两个因素：功率 由于 v 上的电源引起的耗散抄送引脚和v电源引起的功耗5针：
pq_dis = pcc + pldo5
pq_dis = (vcc × icc_dis) + (v5 x i5)
从ic数据手册中，v抄送电源电流从 1.8ma （典型值） 降至 0.4ma （典型值），v5 静态电流 约为1.4ma。假设相同的 v抄送上述计算中使用的条件，pq_dis功率是：
pq_dis = (vcc × icc_dis) + (v5 × i5)
pq_dis = (24v × 0.4ma) + (5v × 1.4ma) = 9.6mw + 7mw = 16.6mw
不同工作模式的功耗计算
sio do mode （cqa/cqb）
标准数字输出由iec 61131-2标准定义。max14819 cq_i/o可配置为 在此模式下运行。当使用cq_通道作为标准数字输出（sio do）时，重要的是包括 功率计算中选定的cq_电流限制。在这种模式下，cq_驱动器的功耗 （pcq_d） 可以计算为：
pcq_do= （r上× icqload2)
请注意，此计算假定只有一个驱动程序在 sio do 模式下运行。如果两个驱动器都为此模式配置，则功耗需要乘以系数2。
将驱动器的功耗与静态功耗相加，max14819在sio do模式下的总功耗计算如下：
p总= pq+ pcq_do
其中 pq是静态功耗（参见“静态功耗：使用内部稳压器或 外部稳压器“部分），并启用内部稳压器（pq_en） 或禁用 （pq_dis），取决于 所选配置。请注意，如果两个驱动器都为此模式配置，则cq驱动器中的功耗需要乘以系数2。
示例：使用带有内部稳压器的 24v 电源（无外部负载），并使用 cqa 和 cqb 进行 200ma 负载电流的 sio do 操作，总功耗为：
ptotal = (vcc × icc_en) + [2 × (ron × icqload2)]
ptotal = (24v × 1.8ma) + [2 × (1ω × 200ma)2] = 43.2mw + 80mw
ptotal = 123.2mw
sio di 模式 （cqa/cqb 和 dia/dib）
标准数字输入 （sio di） 由 iec 61131-2 标准定义。max14819支持1型和3型 cq_和di引脚的特性 在sio di模式下使用cq_和/或di_通道时，重要的是 在功率计算中包括选定的吸电流。cq_或di_接收器输入中的功耗 此模式，pcq_di，计算公式为：
pcq_di = (vcq_or_di × isink)
请注意，此计算仅适用于一个输入。如果使用多个输入 （例如，两个cq_通道都配置为sio di输入），此值应乘以数字 启用的输入。
将接收器中的功耗与静态功耗相加，总功耗为 sio di模式下max14819的计算公式为：
p总= pq+ pcq_di
其中 pq是静态功耗（参见“静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器 上文“调节器”部分），使能内部稳压器（pq_en） 或禁用 （pq_dis），取决于 选定的配置。请注意，如果两个驱动器都为此模式配置，则cq驱动器中的功耗需要乘以系数2。
示例：使用带有内部稳压器的 24v 电源（无外部负载），并在使能 2.5ma （典型值） 吸电流的情况下为 sio di 操作配置 cqa 和 cqb，总功耗为：
ptotal = (vcc × icc_en) + [2 × (vcq × isink)]
ptotal = (24v × 1.8ma) + [2 × (24 × 2.5ma)] = 43.2mw + 120mw
ptotal = 163.2mw
io 链路模式 （cqa/cqb）
当max14819工作在io-link模式时，cq_通道既可用作接收器（带有用于对线路放电的吸电流），又用作线路驱动器。cq吸电流必须考虑cq接收器输入被拉高的时间百分比。但是，因为cq驱动器输出 驱动高阻抗，驱动器的i2r上对于此计算，功耗可以忽略不计。cq i/o中的功耗，pio_link，在此模式下的计算公式为：
pio_link = %time high × (vcq × isink)
请注意，此计算仅适用于一个 i/o。如果两个通道都用于 io-link 通信，则此值应乘以系数 2。
将io-link i/o中的功耗与静态功耗相加，max14819在io-link模式下的总功耗计算如下：
ptotal = pq + pio-link
其中 pq是静态功耗（参见“静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器 上文“调节器”部分），使能内部稳压器（pq_en） 或禁用 （pq_dis），取决于 选定的配置。请注意，如果两个驱动器都配置为io-link通信，则cq i/o中的功耗需要乘以系数2。
示例：使用带内部稳压器的 24v 电源（无外部负载），并将 cqa 和 cqb 配置为 io-link 操作，使能 5.8ma （典型值） 吸电流（假设cq_接收器被拉高 20% 通信期间的时间），总功耗为：
ptotal = (vcc × icc_en) + [2 x (0.2 × vcq × isink)]
ptotal = (24v × 1.8ma) + [2 × 0.2 x (24 × 5.8ma))] = 43.2mw + 55.7mw
ptotal = 98.9mw
外部组件的功耗
max14819采用外部p沟道mosfet和检测电阻用于l+a和l+b电源控制器。 可能需要l+线路提供大量电力，因此在以下情况下应特别注意 选择这些外部组件以最大限度地降低功耗。l+线的功耗（pl+） 包括检测电阻 （r意义） 和 fet 中的功耗：
pl+ = [il+load2 × (rsense + (2 × ron_fet))]
此计算适用于一个 l+ 电源控制器。如果两个控制器都已启用，则乘以 2。
示例：假设电源负载电流为500ma l+，电流限值设置为1a （r意义= 15mω），并使用 安森美半导体nttfs5116pl p沟道mosfet线路中，l+a或l+b的外部元件功耗如下：
pl+ = [il+load2 × (rsense + (2 × ron_fet))]
pl+ = [500ma2 × (15m + (2 × 37mω))] = 22.2mw per channel
使用计算max14819功耗计算器
计算max14819功耗 计算器有助于简化使用max14819时的功耗计算。若要有效地使用计算器，请执行以下步骤：
选择max14819电路的电路配置：内部稳压器或外部稳压器。 内部稳压器已启用（regen 打开）：使用标记为int_reg内部稳压器已禁用 （regen = gnd） 的电子表格，用于 v5 的外部稳压器：使用标记为 ext_reg 的电子表格。
在“输入”部分的黄色框中输入电路的电压、电流和电阻值。 请注意，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。
在通道模式选择部分中输入用于每个配置的通道数。输入电压、电流、电阻和通道数值后，在输出部分自动计算功耗值。
要计算电路中的总功耗：选中“输出”部分中适用于最终电路的每一行旁边的框。这些行中的值将添加到“输出”部分底部的“总计”计算中。
计算器还包括第三个电子表格：pkg。此表旨在作为包装和 设备的热特性。还包括一个简单的结温计算器。进入热能 黄色框中的特性用于计算max14819的结温。
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本应用笔记讨论了max14819在正常情况下增加功耗的因素 操作并包括一个excel电子表格功耗计算器 计算max14819功耗以便快速计算。
总功耗概述
为了计算max14819的总功耗，需要考虑多种设置和系数。总体而言，总功耗 （pdis） 可以包括以下任何一项：
静态功率
5v 稳压器电源
cq_驱动器中的功耗
cq_接收器的功耗
di 输入中的功耗
其他因素也会增加一些功耗，包括led灌电流;但是，这些被认为是 最小，在大多数情况下可以忽略。它们未计入max14819功耗计算表。
静态电源：使用内部稳压器或外部稳压器
max14819集成稳压器，在v上产生5v电压5针。该稳压器可以启用 （reg = 打开/未连接）或禁用 （reg = gnd）。v 上必须存在 5v5用于设备工作的引脚 通常。因此，如果内部稳压器被禁用，则必须由外部 5v 电源向 v 提供 5v 电压。5针。 max14819的静态功耗根据该稳压器的使能或禁用而变化很大。
启用时，并假设 v 上没有负载5、静态功率（pq_en） 可以计算为：
pq_en = (vcc x icc_en) + ([vcc – v5] x iv5_load)
请注意，5v稳压器可以驱动高达20ma的外部负载。从这个公式可以清楚地看出，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，v5没有施加外部负载。使用此配置，最大静态功耗为：
pq_en = (24v × 1.9ma) + ([24v – 5v] × 0ma)
pq_en = 43.2mw
当内部稳压器被禁用时，静态功耗（pq_dis） 包括两个因素：功率 由于 v 上的电源引起的耗散抄送引脚和v电源引起的功耗5针：
pq_dis = pcc + pldo5
pq_dis = (vcc × icc_dis) + (v5 x i5)
从ic数据手册中，v抄送电源电流从 1.8ma （典型值） 降至 0.4ma （典型值），v5 静态电流 约为1.4ma。假设相同的 v抄送上述计算中使用的条件，pq_dis功率是：
pq_dis = (vcc × icc_dis) + (v5 × i5)
pq_dis = (24v × 0.4ma) + (5v × 1.4ma) = 9.6mw + 7mw = 16.6mw
不同工作模式的功耗计算
sio do mode （cqa/cqb）
标准数字输出由iec 61131-2标准定义。max14819 cq_i/o可配置为 在此模式下运行。当使用cq_通道作为标准数字输出（sio do）时，重要的是包括 功率计算中选定的cq_电流限制。在这种模式下，cq_驱动器的功耗 （pcq_d） 可以计算为：
pcq_do= （r上× icqload2)
请注意，此计算假定只有一个驱动程序在 sio do 模式下运行。如果两个驱动器都为此模式配置，则功耗需要乘以系数2。
将驱动器的功耗与静态功耗相加，max14819在sio do模式下的总功耗计算如下：
p总= pq+ pcq_do
其中 pq是静态功耗（参见“静态功耗：使用内部稳压器或 外部稳压器“部分），并启用内部稳压器（pq_en） 或禁用 （pq_dis），取决于 所选配置。请注意，如果两个驱动器都为此模式配置，则cq驱动器中的功耗需要乘以系数2。
示例：使用带有内部稳压器的 24v 电源（无外部负载），并使用 cqa 和 cqb 进行 200ma 负载电流的 sio do 操作，总功耗为：
ptotal = (vcc × icc_en) + [2 × (ron × icqload2)]
ptotal = (24v × 1.8ma) + [2 × (1ω × 200ma)2] = 43.2mw + 80mw
ptotal = 123.2mw
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pcq_di = (vcq_or_di × isink)
请注意，此计算仅适用于一个输入。如果使用多个输入 （例如，两个cq_通道都配置为sio di输入），此值应乘以数字 启用的输入。
将接收器中的功耗与静态功耗相加，总功耗为 sio di模式下max14819的计算公式为：
p总= pq+ pcq_di
其中 pq是静态功耗（参见“静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器 上文“调节器”部分），使能内部稳压器（pq_en） 或禁用 （pq_dis），取决于 选定的配置。请注意，如果两个驱动器都为此模式配置，则cq驱动器中的功耗需要乘以系数2。
示例：使用带有内部稳压器的 24v 电源（无外部负载），并在使能 2.5ma （典型值） 吸电流的情况下为 sio di 操作配置 cqa 和 cqb，总功耗为：
ptotal = (vcc × icc_en) + [2 × (vcq × isink)]
ptotal = (24v × 1.8ma) + [2 × (24 × 2.5ma)] = 43.2mw + 120mw
ptotal = 163.2mw
io 链路模式 （cqa/cqb）
当max14819工作在io-link模式时，cq_通道既可用作接收器（带有用于对线路放电的吸电流），又用作线路驱动器。cq吸电流必须考虑cq接收器输入被拉高的时间百分比。但是，因为cq驱动器输出 驱动高阻抗，驱动器的i2r上对于此计算，功耗可以忽略不计。cq i/o中的功耗，pio_link，在此模式下的计算公式为：
pio_link = %time high × (vcq × isink)
请注意，此计算仅适用于一个 i/o。如果两个通道都用于 io-link 通信，则此值应乘以系数 2。
将io-link i/o中的功耗与静态功耗相加，max14819在io-link模式下的总功耗计算如下：
ptotal = pq + pio-link
其中 pq是静态功耗（参见“静态功耗：使用内部稳压器或外部稳压器 上文“调节器”部分），使能内部稳压器（pq_en） 或禁用 （pq_dis），取决于 选定的配置。请注意，如果两个驱动器都配置为io-link通信，则cq i/o中的功耗需要乘以系数2。
示例：使用带内部稳压器的 24v 电源（无外部负载），并将 cqa 和 cqb 配置为 io-link 操作，使能 5.8ma （典型值） 吸电流（假设cq_接收器被拉高 20% 通信期间的时间），总功耗为：
ptotal = (vcc × icc_en) + [2 x (0.2 × vcq × isink)]
ptotal = (24v × 1.8ma) + [2 × 0.2 x (24 × 5.8ma))] = 43.2mw + 55.7mw
ptotal = 98.9mw
外部组件的功耗
max14819采用外部p沟道mosfet和检测电阻用于l+a和l+b电源控制器。 可能需要l+线路提供大量电力，因此在以下情况下应特别注意 选择这些外部组件以最大限度地降低功耗。l+线的功耗（pl+） 包括检测电阻 （r意义） 和 fet 中的功耗：
pl+ = [il+load2 × (rsense + (2 × ron_fet))]
此计算适用于一个 l+ 电源控制器。如果两个控制器都已启用，则乘以 2。
示例：假设电源负载电流为500ma l+，电流限值设置为1a （r意义= 15mω），并使用 安森美半导体nttfs5116pl p沟道mosfet线路中，l+a或l+b的外部元件功耗如下：
pl+ = [il+load2 × (rsense + (2 × ron_fet))]
pl+ = [500ma2 × (15m + (2 × 37mω))] = 22.2mw per channel
使用计算max14819功耗计算器
计算max14819功耗 计算器有助于简化使用max14819时的功耗计算。若要有效地使用计算器，请执行以下步骤：
选择max14819电路的电路配置：内部稳压器或外部稳压器。 内部稳压器已启用（regen 打开）：使用标记为int_reg内部稳压器已禁用 （regen = gnd） 的电子表格，用于 v5 的外部稳压器：使用标记为 ext_reg 的电子表格。
在“输入”部分的黄色框中输入电路的电压、电流和电阻值。 请注意，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。
在通道模式选择部分中输入用于每个配置的通道数。输入电压、电流、电阻和通道数值后，在输出部分自动计算功耗值。
要计算电路中的总功耗：选中“输出”部分中适用于最终电路的每一行旁边的框。这些行中的值将添加到“输出”部分底部的“总计”计算中。
计算器还包括第三个电子表格：pkg。此表旨在作为包装和 设备的热特性。还包括一个简单的结温计算器。进入热能 黄色框中的特性用于计算max14819的结温。
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