ADuM2280/ADuM2281/ADuM2285/ADuM2286 5 KV RMS双通道数字隔离器技术手册

概述
ADuM2280/[ADuM2281]/[ADuM2285]/[ADuM2286]（本数据手册中亦称为ADuM228x）均为5 kV rms双通道数字隔离器，采用ADI的iCoupler ^®^ 技术。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压器技术融为一体，具有优于光耦合器件和其它集成式耦合器等替代器件的出色性能特征。

这些器件的传播延迟最大值为24ns，C级脉冲宽度失真小于2 ns。C级还具有5 ns的严格通道间匹配。ADuM228x提供两种通道配置，具有3种不同的数据速率，最高值为100 Mbps（见订购指南）。所有型号均可采用2.7 V至5.5 V电源电压工作，与低压系统兼容，并且能够跨越隔离栅实现电压转换功能。与其它光耦合器不同，ADuM228x隔离器具有已取得专利的刷新特性，可确保不存在输入逻辑转换时的直流正确性。首次上电或尚未在输入端施加电源时，ADuM2280和ADuM2281默认输出高电平，ADuM2285和ADuM2286则默认输出低电平。
数据表：*附件：ADuM2280 ADuM2281 ADuM2285 ADuM2286 5 KV RMS双通道数字隔离器技术手册.pdf

应用

• 通用高压多通道隔离
• 医疗设备
• 电源
• RS-232/RS-422/RS-485收发器隔离

特性

• 高隔离电压：5000 V rms
• 数据速率高达100 Mbps
• 低传播延迟：24 ns（最大值）
• 低动态功耗
• 双向通信
• 3 V至5 V电平转换
• 工作温度最高可达：125°C
• 高共模瞬变抗扰度：>25 kV/μs
• 默认输出高电平：ADuM2280/ADuM2281
• 默认输出低电平：ADuM2285/ADuM2286
• 16引脚宽体SOIC封装，增强爬电距离
• 安全和法规认证
  • UL认证：1分钟5000 V rms，符合UL 1577
  • CSA元件验收通知#5A
    IEC 60601-1：250 V rms（加强）
    IEC 60950-1：400 V rms（加强）
  • 符合VDE标准证书
    DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10): 2006-12
    VIORM = 846 V峰值
• 与ADuM220x和ADuM221x系列引脚兼容

功能框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

印刷电路板布局

ADuM2280 数字隔离器无需外部接口电路来连接逻辑接口。强烈建议在输入和输出电源引脚处进行电源去耦（见图 12）。去耦电容最方便的连接方式是：引脚 1 和引脚 3 用于 V_{DD1}，引脚 14 和引脚 16 用于 V_{DD2}。电容值应在 0.01μF 至 0.1μF 之间。电容与输入电源引脚之间的总引线长度不应超过 20mm。引脚 3 和引脚 7 之间以及引脚 14 和引脚 18 之间的去耦应被视为每个封装侧的接地对，并靠近封装连接。在涉及高共模瞬变的应用中，应注意确保电路板布局（跨隔离栅）的设计使耦合最小化。此外，电路板布局应设计为任何耦合在给定侧的所有引脚上均匀发生。如果不这样做，可能会导致引脚之间的电压差超过器件的绝对最大额定值，从而导致闩锁或永久性损坏。

ADuM2280 可轻松满足 CISPR 22 B 类（和 FCC B 类）辐射标准，以及在不受限环境中满足 CISPR 22 A 类（和 FCC A 类）发射标准。有关与 PCB 相关的 EMI 缓解技术（包括电路板布局和堆叠问题），请参考 AN - 1109《应用笔记》。

传播延迟相关参数

传播延迟是描述逻辑信号通过组件传播所需时间的参数。输入到输出的传播延迟时间，高到低转换可能与低到高转换的传播延迟时间不同。

脉冲宽度失真是这两个传播延迟值之间的最大差异，它表明定时输入信号被传递的准确程度。

通道间延迟匹配是指单个 ADuM2280 组件内通道之间传播延迟差异的最大量。

传播延迟差异是指在相同条件下工作的多个 ADuM2280 组件之间传播延迟差异的最大量。

直流正确性和磁场抗扰度

隔离器输入的正向和负向逻辑转换会导致窄（~1ns）脉冲被发送到变压器，然后由解码器发送。因此，解码器会被这些脉冲重置以指示更多转换。在没有输入逻辑转换的情况下，解码器在超过 1μs 的时间内接收不到脉冲，一组刷新脉冲会被发送以确保输出的直流正确性，表明正确的输入状态。

如果解码器在大约 5μs 以上的时间内没有收到脉冲，则认为输入隔离器未通电或无功能，此时输出侧隔离输出被强制为监视电路的默认低状态。

器件的磁场抗扰度极限由变压器接收线圈中感应电压的条件设定，该感应电压足够大以错误地设置或重置解码器。以下分析定义了此类条件。ADuM2280 在 3V 工作条件下进行了测试，因为这代表了本产品最敏感的工作模式。

变压器输出的脉冲幅度大于 1.5V。解码器的感应阈值约为 1.0V，因此建立了一个 0.5V 的裕量，在此裕量内感应电压可被容忍。接收线圈上感应的电压由下式给出：

其中：

• β 是磁通密度。
• r_{n} 是接收线圈中第 n 匝的半径。
• N 是接收线圈的匝数。

考虑到 ADuM2280 中接收线圈的几何形状，以及解码器处感应电压最大为 0.5V（有 0.5V 的裕量）的要求，可计算出最大允许磁场，如图 14 所示 。