ADuM5240/ADuM5241/ADuM5242双通道隔离器技术手册

概述
ADuM524x 系列是双通道数字隔离器，采用isoPower™ 技术集成隔离电源。基于ADI公司iCoupler®技术的芯片级dc-dc转换器，在5 V电压时提供50 mW控制隔离功耗，在低功耗隔离设计中，无需使用单独的隔离DC-DC转换器。ADI公司的芯片级变压器iCoupler技术用来隔离逻辑信号以及DC-DC转换器。在小型封装内提供完整的隔离解决方案。

ADuM524x隔离器提供两个独立的隔离通道，支持多种通道配置，输入工作电压为5 V。ADuM524x系列可以与其它iCoupler产品配合使用，以实现更多的通道数。
数据表：*附件：ADuM5240 ADuM5241 ADuM5242双通道隔离器技术手册.pdf
特性

• 集成隔离式DC/DC转换器
• 5 V/10 mA调节输出
• 两个DC至1 Mbps (NRZ)信号隔离通道
• 8引脚窄体SOIC封装
• 符合RoHS标准
• 工作温度最高可达：105℃
• 精确定时特性
  最大脉宽失真度：3 ns（最大值）
  通道间匹配：3 ns（最大值）
  传播延迟：70 ns（最大值）
• 高共模瞬变抗扰度：>25 kV/μs
• UL认证
  1分钟2500 Vrms，符合UL 1577标准
• CSA元件验收通知#5A
• VDE合格证书
  VIORM = 560 V峰值

功能框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

直流-直流转换器部分

ADuM524x的直流-直流转换器基于现代电源设计中常见的原理工作。V_{DD1} 电源为振荡电路供电，该电路将电流切换到芯片级空芯变压器。功率被传输到次级侧，在那里被整流为直流电压，然后线性调节到高5.2V，并提供给次级侧数据部分和 V_{ISO} 引脚供外部使用。这种设计使得该器件能采用 8 引脚 SOIC 封装，实现物理上的小型化。由于尺寸和成本限制，本版本未采用有源反馈。

由于振荡器以恒定的高频运行，与负载无关，多余的功率在输出电压调节过程中内部耗散。变压器线圈和组件的有限空间也会导致额外的功率损耗。这会导致低功率转换效率，尤其是在低负载电流时。

图 8 中的负载特性表明，在无 V_{ISO} 负载时，V_{DD1} 电流通常为 80 mA ，在满 V_{ISO} 负载时为 110 mA 。

该技术允许采用其他电源架构，如次级侧反馈进行电压调节。在初级侧添加反馈可显著提高功率、效率，并实现多个电源的同步，不过会增加尺寸和成本。未来的 iPower 实现将包含反馈以实现这些性能提升。

ADuM524x 可在内部直流-直流转换器启用或禁用的情况下运行。启用内部直流-直流转换器后，Pin 8 的隔离电源为器件的输出功率以及次级侧电路供电。

ADuM524x 的内部直流-直流转换器状态由输入 V_{DD1} 电压控制，如表 6 所定义。在正常工作模式下，V_{DD1} 设置在 4.5 V 至 5.5 V 之间，内部直流-直流转换器启用。当需要禁用内部直流-直流转换器时，V_{DD1} 降低到 2.7 V 至 4.0 V 之间的值。在此模式下，V_{ISO} 功率由用户外部提供，且 ADuM524x 的信号通道继续正常运行。

一旦直流-直流转换器处于活动状态，输入电压必须降低到关断阈值以下才能禁用转换器。此功能可确保转换器不会因噪声输入功率而进入振荡状态。

传播延迟相关参数

传播延迟是描述逻辑信号通过一个组件传播所需时间的参数。信号到逻辑低电平输出的传播延迟，可能与到逻辑高电平输出的传播延迟不同。

脉冲宽度失真是这两个传播延迟值之间的最大差异，它体现了输入信号定时的保持精度。

通道间匹配指的是单个 ADuM524x 器件内各通道之间传播延迟差异的最大量。

传播延迟差异指的是在相同条件下工作的多个 ADuM524x 器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，会使窄（~1 ns ）脉冲通过变压器发送至解码器，进而对解码器进行置位或复位，表明有输入逻辑转换。在输入逻辑转换缺失（即输入为逻辑 1 持续超过 1μs ）时，会发送一组刷新脉冲，以确保输出的直流正确性，表明正确的输入状态。

如果解码器在约 5μs 内未收到脉冲，输入侧内部电路会被视为未通电或无功能，隔离器输出会被看门狗定时器强制置为默认高电平状态（见表 12 至表 14 ）。

ADuM524x 的磁场抗扰度由以下条件设定：变压器接收线圈中感应的电压足够大，会错误地置位或复位解码器。以下分析明确了可能出现这种情况的条件。对 ADuM524x 的 3V 工作条件进行研究，因为这代表了该产品最敏感的工作模式。

变压器输出的脉冲幅度大于 1.0 V 。解码器的感应阈值约为 0.5 V ，因此确定了一个 0.5 V 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 为磁通密度（高斯）。
• r_{n} 为接收线圈中第 n 匝的半径（厘米）。
• N 为接收线圈的匝数。