ADuM6200/ADuM6201/ADuM6202集成DC/DC转换器的双通道5KV隔离器技术手册

概述
ADuM6200/[ADuM6201]/[ADuM6202]均为双通道数字隔离器，集成 isoPower ^®^ 隔离式DC-DC转换器。该DC/DC转换器。该DC/DC转换器基于ADI公司的iCoupler ^®^ 技术，采用5.0 V（5.0V输入电源）或3.3 V电压（3.3V电源）时，可提供高达400 mW的稳压隔离功率；功率水平如数据手册的表1所示。在低功耗隔离设计中，这些器件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。ADuM6200/ADuM6201/ADuM6202隔离器提供两个独立的隔离通道，支持多种通道配置和数据速率（更多信息请参考“订购指南”）。isoPower利用高频开关元件，通过其变压器传输功率。设计印刷电路板(PCB)布局时应特别小心，必须符合相关辐射标准。
数据表：*附件：ADuM6200 ADuM6201 ADuM6202集成DC DC转换器的双通道5KV隔离器技术手册.pdf

应用

• RS-232/RS-422/RS-485收发器
• 工业现场总线隔离工业现场总线隔离
• 电源启动偏置和栅极驱动
• 隔离传感器接口
• 工业PLC

特性

• isoPower 集成隔离式DC/DC转换器
• 5 V或3.3 V调节输出
• 最高400 mW输出功率
• 两个DC至25 Mbps (NRZ)信号隔离通道
• 16引脚SOIC封装，爬电距离为7.6 mm
• 工作温度最高可达105°C（最大值）
• 高共模瞬变抗扰度：>25 kV/µs
• 安全和法规认证
  UL认证（申请中）
  1分钟5000 V rms，符合UL 1577标准
• CSA 元件验收通知#5A
  IEC 60601-1: 125 V rms
  IEC 60950-1: 380 V rms
• VDE 合格证书（申请中）
  IEC 60747-5-2 (VDE 0884 Part 2):2003-01
  VIORM = 846 V 峰值

框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

ADuM620x的直流-直流转换器部分的工作原理与大多数开关电源相同。它采用带有隔离脉冲宽度调制（PWM）反馈的次级侧控制器。输入功率（V_{DD1}）通过振荡电路提供给芯片级空芯变压器，该电路驱动集成的初级侧开关。功率被传输到次级侧，在那里被整流并调节为3.3V或5V。次级侧（V_{ISO}）控制器通过创建PWM控制信号来调节输出，该信号通过专用的iCoupler数据通道发送到初级侧（**V_{DD1}**侧）。PWM调制振荡电路以将功率传输到次级侧。反馈可显著提高功率和效率。

ADuM620x在**V_{DD1}**功率输入上实现欠压锁定（UVLO），具有迟滞特性。此功能可确保在输入功率噪声大或功率上升速率慢时，转换器不会误振荡。

ADuM620x可接受外部调节控制信号（R_{COUT}），该信号可连接到其他iPower设备。此功能允许单个调节器控制多个电源模块而不会产生干扰。当从主电源模块接受控制时，**V_{ISO}**引脚可连接在一起，从而使电源无缝协同工作。ADuM620x只能调节自身或接受来自另一个设备（在其产品系列中）的调节（从设备）；它无法向其他设备提供调节信号。

印刷电路板布局

ADuM620x数字隔离器是集成了0.4W iPower的直流-直流转换器，逻辑接口无需外部接口电路。输入和输出电源引脚处需要电源去耦（见图23）。注意，在Pin 1和Pin 2（用于V_{DD1}）以及Pin 15和Pin 16（用于V_{ISO}）之间需要低等效串联电阻（ESR）的去耦电容，且应尽可能靠近引脚放置。

ADuM620x的功率供应部分使用180MHz的振荡器频率通过其芯片级变压器高效地为数据部分供电。此外，iCoupler的数据部分正常工作会在功率供应引脚上引入开关瞬变。多个工作频率需要去耦电容。噪声抑制需要低电感、高频电容，而纹波抑制和适当调节需要大容量电容。这些电容最方便地连接在Pin 1和Pin 2（用于V_{DD1}）以及Pin 15和Pin 16（用于V_{ISO}）之间。

为了抑制噪声和减少纹波，至少需要两个电容并联。推荐的电容值为0.1μF和10μF，分别用于V_{DD1}和V_{ISO}。建议使用低ESR的小电容，例如陶瓷电容。

低ESR电容两端与输入电源引脚之间的总引线长度必须不超过2mm。安装引线长度超过2mm的去耦电容可能会导致数据耦合。除非两个公共接地引脚在封装附近连接在一起，否则应在Pin 1和Pin 8（GND_{1}）以及Pin 9和Pin 16（GND_{ISO}）之间进行走线。

在涉及高共模瞬变的应用中，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：在给定的器件侧，任何产生的耦合都能均匀影响所有引脚。若不这样做，可能会导致引脚间出现电压差，超过表19中规定的器件绝对最大额定值，进而致使器件闩锁和/或永久损坏。

ADuM620x是一种功率器件，满负载且以最大速度运行时约耗散1W功率。由于无法对隔离器件应用散热器，器件的热性能主要取决于通过GND引脚到PCB的热传导。如果器件在高环境温度下使用，需提供备用。图23中的电路板布局显示了Pin 8（GND_{1}）和Pin 9（GND_{ISO}）的扩大焊盘。应实施从焊盘到地平面的多个过孔，以显著降低芯片内部的温度。扩大的焊盘尺寸由设计师决定，并取决于可用的电路板空间。

启动行为

ADuM620x器件不含软启动电路。因此，在设计该器件时，必须考虑启动电流和电压行为。

当向**V_{DD1}施加电源时，输入开关电路开始工作。当达到UVLO最小电压时，开关电流驱动输出电源，直到达到调节电压，此时PWM控制开始工作。达到调节电压所需的电流和时间取决于负载和V_{DD1}**压摆率。

对于快速**V_{DD1}**压摆率（200μs或更短），峰值电流可达到100mA（**V_{DD1}**为5V时）。输入电压上升越快，输出电压上升越快，因此峰值电流与最大输入电压成正比。