ADuM5410/ADuM5411/ADuM5412四通道隔离器技术手册

概述
ADuM5410/[ADuM5411]/[ADuM5412]均为集成isoPower®隔离式DC/DC转换器的四通道数字隔离器。该DC/DC转换器采用ADI公司的iCoupler®技术，能够提供可在3.15 V和5.25 V之间调节的稳压隔离电源。

在低功耗隔离设计中，ADuM5410/ADuM5411/ADuM5412无需使用单独的隔离式DC/DC转换器。利用iCoupler芯片级变压器技术，能够隔离逻辑信号和DC/DC转换器的磁性元件。因此可提供小尺寸、完全隔离的解决方案。

ADuM5410/ADuM5411/ADuM5412隔离器提供四个独立的隔离通道，支持多种通道配置和数据速率（更多信息请参考订购指南）。
数据表：*附件：ADuM5410 ADuM5411 ADuM5412四通道隔离器技术手册.pdf

应用

• RS-232收发器
• 电源启动偏置和栅极驱动
• 隔离传感器接口
• 工业PLC

特性

• 集成isoPower的隔离式DC/DC转换器
• 最高150 mW输出功率
• 四个DC至150 Mbps信号隔离通道
• 24引脚SSOP封装，最小爬电距离为5.3 mm
• 工作温度最高可达：105°C
• 高共模瞬变抗扰度：100 kV/μs
• 安全和法规认证
  • UL认证（申请中）
    – 1分钟2500 V rms，符合UL 1577
  • CSA元件验收通知5A（申请中）
  • 符合VDE标准证书（申请中）
    – DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12
    – VIORM = 565 V峰值

框图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADuM5410/ADuM5411/ADuM5412 的直流 - 直流转换器部分的工作原理与大多数现代电源供应器相似。它采用带有隔离 PWM 反馈的分立式控制器架构，电源供应到一个振荡电路，该电路将电流切换到芯片级的空芯变压器中。传输到次级侧的功率被整流和调节，以提供 3.15V 和 5.25V 之间的输出电压，该输出电压由外部电压分压器设定（见公式 1） 。次级侧（VISO）上的一个控制引脚通过创建一个 PWM 控制信号来调节输出，该信号被发送到初级（VDDp）侧的专用 iCoupler 数据通道。PWM 调制器通过振荡器锁相环控制发送到次级侧的功率。反馈机制可显著提高功率和效率。

其中：

• R1 是 VSEL 和 GNDISO 之间的电阻。
• R2 是 VSEL 和 VISO 之间的电阻。

由于输出电压可以连续调节，因此存在无数种工作条件。本数据表中的规格部分介绍了三种离散工作条件。还可能有许多其他输入和输出电压组合；图 15 显示了在室温下支持的生成电压组合，VISO 在负载时下降，输入上升，直到 PWM 处于 80% 占空比循环。每个图形表示在当前输出下所需的最小电压。例如，对于 30mA 输出电流的应用要求，最小 VDDp 电压在 VDDp 为 4.25V 时为 3.3V。图 15 还说明了为什么 VDDp = 3.3V 输入和 VISO = 5V 配置不被推荐。即使在 10mA 输出电流下，PWM 也无法保持低于 80% 的占空比，没有余量来支持负载或温度变化。

通常，ADuM5410/ADuM5411/ADuM5412 在室温至最高温度之间的功耗大约高出 17%；因此，20% 的 PWM 余量可覆盖温度变化。

ADuM5410/ADuM5411/ADuM5412 在初级侧和次级侧输入 / 输出引脚上都实现了带迟滞的欠压锁定（UVLO）功能，VDDp 作为输入电源。此功能可确保转换器不会因输入电源噪声或缓慢的上电斜率而振荡。

数字隔离器通道使用高频载波，通过 iCoupler 芯片级变压器线圈（由聚酰亚胺绝缘层分隔），采用开关键控（OOK）技术跨越隔离屏障传输数据。如图 29 所示的差分架构，数字隔离器通道具有极低的传播延迟和高速性能。内部稳压器和输入 / 输出设计技术允许在 1.7V 至 5.5V 的宽输入电压范围内实现逻辑和电源电压转换，支持 1.8V、2.5V、3.3V 和 5V 逻辑电平。该架构旨在实现高共模瞬变抗扰度，以及对电噪声和磁干扰的高抗扰性。辐射发射通过扩频 OOK 载波和其他技术得以降低。

图 29 展示了数字隔离器通道的故障安全输出状态为低电平的情况，即当输入状态为低电平时，载波波形关闭。如果输入侧关闭或不工作，低电平的故障安全输出状态会将输出设置为低电平。