概述
ADuM524x 系列是雙通道數字隔離器,采用isoPower? 技術集成隔離電源。基于ADI公司iCoupler?技術的芯片級dc-dc轉換器,在5 V電壓時提供50 mW控制隔離功耗,在低功耗隔離設計中,無需使用單獨的隔離DC-DC轉換器。ADI公司的芯片級變壓器iCoupler技術用來隔離邏輯信號以及DC-DC轉換器。在小型封裝內提供完整的隔離解決方案。
ADuM524x隔離器提供兩個獨立的隔離通道,支持多種通道配置,輸入工作電壓為5 V。ADuM524x系列可以與其它iCoupler產品配合使用,以實現更多的通道數。
數據表:*附件:ADuM5240 ADuM5241 ADuM5242雙通道隔離器技術手冊.pdf
特性
- 集成隔離式DC/DC轉換器
- 5 V/10 mA調節輸出
- 兩個DC至1 Mbps (NRZ)信號隔離通道
- 8引腳窄體SOIC封裝
- 符合RoHS標準
- 工作溫度最高可達:105℃
- 精確定時特性
最大脈寬失真度:3 ns(最大值)
通道間匹配:3 ns(最大值)
傳播延遲:70 ns(最大值) - 高共模瞬變抗擾度:>25 kV/μs
- UL認證
1分鐘2500 Vrms,符合UL 1577標準 - CSA元件驗收通知#5A
- VDE合格證書
VIORM= 560 V峰值
功能框圖
引腳配置描述
典型性能特征
應用信息
直流-直流轉換器部分
ADuM524x的直流-直流轉換器基于現代電源設計中常見的原理工作。V_{DD1} 電源為振蕩電路供電,該電路將電流切換到芯片級空芯變壓器。功率被傳輸到次級側,在那里被整流為直流電壓,然后線性調節到高5.2V,并提供給次級側數據部分和 V_{ISO} 引腳供外部使用。這種設計使得該器件能采用 8 引腳 SOIC 封裝,實現物理上的小型化。由于尺寸和成本限制,本版本未采用有源反饋。
由于振蕩器以恒定的高頻運行,與負載無關,多余的功率在輸出電壓調節過程中內部耗散。變壓器線圈和組件的有限空間也會導致額外的功率損耗。這會導致低功率轉換效率,尤其是在低負載電流時。
圖 8 中的負載特性表明,在無 V_{ISO} 負載時,V_{DD1} 電流通常為 80 mA ,在滿 V_{ISO} 負載時為 110 mA 。
該技術允許采用其他電源架構,如次級側反饋進行電壓調節。在初級側添加反饋可顯著提高功率、效率,并實現多個電源的同步,不過會增加尺寸和成本。未來的 iPower 實現將包含反饋以實現這些性能提升。
ADuM524x 可在內部直流-直流轉換器啟用或禁用的情況下運行。啟用內部直流-直流轉換器后,Pin 8 的隔離電源為器件的輸出功率以及次級側電路供電。
ADuM524x 的內部直流-直流轉換器狀態由輸入 V_{DD1} 電壓控制,如表 6 所定義。在正常工作模式下,V_{DD1} 設置在 4.5 V 至 5.5 V 之間,內部直流-直流轉換器啟用。當需要禁用內部直流-直流轉換器時,V_{DD1} 降低到 2.7 V 至 4.0 V 之間的值。在此模式下,V_{ISO} 功率由用戶外部提供,且 ADuM524x 的信號通道繼續正常運行。
一旦直流-直流轉換器處于活動狀態,輸入電壓必須降低到關斷閾值以下才能禁用轉換器。此功能可確保轉換器不會因噪聲輸入功率而進入振蕩狀態。
傳播延遲相關參數
傳播延遲是描述邏輯信號通過一個組件傳播所需時間的參數。信號到邏輯低電平輸出的傳播延遲,可能與到邏輯高電平輸出的傳播延遲不同。
脈沖寬度失真是這兩個傳播延遲值之間的最大差異,它體現了輸入信號定時的保持精度。
通道間匹配指的是單個 ADuM524x 器件內各通道之間傳播延遲差異的最大量。
傳播延遲差異指的是在相同條件下工作的多個 ADuM524x 器件之間傳播延遲差異的最大量。
直流正確性和磁場抗擾度
隔離器輸入的正向和負向邏輯轉換,會使窄(~1 ns )脈沖通過變壓器發送至解碼器,進而對解碼器進行置位或復位,表明有輸入邏輯轉換。在輸入邏輯轉換缺失(即輸入為邏輯 1 持續超過 1μs )時,會發送一組刷新脈沖,以確保輸出的直流正確性,表明正確的輸入狀態。
如果解碼器在約 5μs 內未收到脈沖,輸入側內部電路會被視為未通電或無功能,隔離器輸出會被看門狗定時器強制置為默認高電平狀態(見表 12 至表 14 )。
ADuM524x 的磁場抗擾度由以下條件設定:變壓器接收線圈中感應的電壓足夠大,會錯誤地置位或復位解碼器。以下分析明確了可能出現這種情況的條件。對 ADuM524x 的 3V 工作條件進行研究,因為這代表了該產品最敏感的工作模式。
變壓器輸出的脈沖幅度大于 1.0 V 。解碼器的感應閾值約為 0.5 V ,因此確定了一個 0.5 V 的裕量,在此裕量內感應電壓可被容忍。接收線圈上感應的電壓由下式給出:
其中:
- β 為磁通密度(高斯)。
- r_{n} 為接收線圈中第 n 匝的半徑(厘米)。
- N 為接收線圈的匝數。
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