ADP1034集成七个数字隔离器和可编程功率控制功能的3通道隔离式微功耗管理单元技术手册

概述
ADP1034是一款高性能、隔离式微功耗管理单元(PMU)，结合了隔离反激式DC/DC稳压器、反相降压-升压DC/DC稳压器和降压DC/DC稳压器，提供三个隔离供电轨。ADP1034包括四个高速串行外设接口(SPI)隔离通道和三个通用隔离器，用于需要低功耗、小尺寸解决方案的通道间应用。

ADP1034在4.5 V至60 V的输入电压范围内工作，可为VOUT1产生6 V至28 V的隔离输出电压范围、为VOUT3产生−24 V至−2 V电压范围并为VOUT2产生5 V工厂可编程电压。此外，PPC_IN引脚用于通过串行命令按需调整VOUT1设置，从而在系统级应用中实现更高的效率。

默认情况下，ADP1034反激式稳压器以250 kHz的开关频率工作，而降压和反相稳压器以125 kHz频率工作。ADP1034在350 kHz至750 kHz范围内可由外部振动器驱动，从而轻松滤除敏感应用中的噪声。

集成在ADP1034中的数字隔离器采用ADI公司的iCoupler ^®^ 芯片级变压器技术，其针对低功耗和低辐射发射进行了优化。ADP1034采用9 mm × 7 mm、41引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP)，额定工作结温范围为−40°C至+125°C。
数据表：*附件：ADP1034集成七个数字隔离器和可编程功率控制功能的3通道隔离式微功耗管理单元技术手册.pdf

应用

• 工业自动化和过程控制
• 仪器仪表和数据采集系统
• 数据和电源隔离

特性

• 宽输入电源电压范围：4.5 V 至 60 V
• 集成式反激电源开关
• 生成隔离式独立电阻器可编程双极输出和工厂可编程降压输出
  • V OUT1 ：6 V 至 28 V
  • V OUT2 ：5.0 V
  • V OUT3 ：−24 V 至 −2 V
• 2.61 W 输出功率时可达到 86% 的效率（典型值）
• 用于通过串行命令调整 VOUT1 的可编程功率控制引脚 (PPC_IN)
• 使用 1:1 比率的变压器简化变压器设计
• 可通过 SYNC 输入调整开关频率
• 峰值电流显示和过压保护
• 每个稳压器的内部补偿和软启动控制
• 精密使能输入
• 高速低传播延迟 SPI 信号隔离通道
• 三个 100 kbps 通用隔离式数据通道
• 41 引脚 9 mm × 7 mm LFCSP 外形尺寸可实现小巧的解决方案总体尺寸
• 工作结温范围为 −40°C 至 +125°C
• 安全和监管审批（申请中）
  • CISPR11 B 级辐射发射
  • UL 认证：2500 V rms 持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准
  • CSA 元件验收通知 5A
    • 从属器件、主器件和现场电源域之间 300 V rms 的基本绝缘（IEC 61010-1，申请中）
  • VDE 合规证书
  • DIN V VDE 0884-10 (VDE 0884-10):2006-12
  • VIORM = 565 V 峰值

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADP1034是一款高性能的隔离式微型电源管理单元（PMU），它将隔离式反激式稳压器、反向降压 - 升压稳压器和降压稳压器集成在一起。ADP1034提供三条隔离式电源轨，并在一个4引脚LFCSP封装中集成了七个低功耗数字隔离器，适用于对功率损耗和电路板空间要求严苛的通道隔离应用。此外，还设有PPC_IN引脚，可通过串行命令按需调整V OUT1设置。

反激式稳压器

反激式稳压器工作原理

ADP1034中的反激式稳压器可生成一个隔离式输出电源轨，其输出电压可在6V至28V之间进行编程设定。该反激式稳压器采用电流模式控制，能实现快速的内部电流控制环路，通过隔离式耦合通道实现较慢的外部环路，以此来调节输出电压。当高压侧开关导通时，次级侧的二极管截止，这会使变压器反向偏置，导致初级侧的电流增加，电流以磁能的形式存储在变压器中。当开关断开时，二极管正向偏置，变压器中存储的能量就会传输到负载。

传统的隔离式反激式稳压器会使用一个分立的光耦合器，将次级侧的信号传输到初级侧。然而，光耦合器的电流传输比（CTR）会随时间和温度发生变化。因此，光耦合器每隔5到10年就必须更换。ADP1034通过集成亚德诺半导体（Analog Devices）的iCoupler技术，省去了光耦合器及其相关问题，从而降低了系统成本、印刷电路板面积和复杂度，同时在不存在CTR退化问题的情况下提高了系统可靠性。

该反激式变压器采用单初级绕组和单次级绕组。这种配置之所以可行，是因为iCoupler技术用于传输隔离式控制信号，从而无需初级侧传感绕组。此外，由于在高效率开关稳压器中会生成次级侧和辅助电源轨，所以无需额外的次级绕组。这种单绕组配置相比替代的多绕组解决方案具有以下几个优点：

• 由于磁芯上的匝数较少且引脚数量也更少，变压器解决方案的尺寸更小。
• 每个输出可以独立设置——多抽头方法需要为不同的输出电压组合定制多抽头变压器。
• 输出更加精确，因为输出不依赖于变压器绕组之间的匝数比。
• 输出不受各电源轨负载变化的影响。