ADuM1400/ADuM1401/ADuM1402是四通道数字隔离器

元器件信息   2022-11-22 09:34   381   0  


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特征

低功率运行;5V操作;每通道最大1.0毫安@0 Mbps至2 Mbps每通道最大3.5毫安@10 Mbps;每通道最大31毫安@90 Mbps;3V操作;每通道最大0.7毫安@0 Mbps至2 Mbps每通道最大2.1毫安@10 Mbps;每通道最大20毫安@90 Mbps;双向通信;3V/5V电平转换;高温运行:105°C;高数据速率:dc到90 Mbps(NRZ);精确定时特性;最大2 ns脉冲宽度失真;2ns最大信道对信道匹配;高共模瞬态抗扰度:>25kv/μs;输出启用功能;宽体16铅SOIC封装,提供无铅型号;安全和监管批准;UL认证:2500 V rms,每UL 1577 1分钟;CSA部件验收通知#5A;VDE合格证书;德国工业标准EN 60747-5-2(VDE 0884第2部分):2003-01;德国工业标准EN 60950(VDE 0805):2001-12;欧洲工业标准EN 60950:2000;VIORM=560V峰值。

应用

通用多通道隔离;SPI®接口/数据转换器隔离;RS-232/RS-422/RS-485收发器;工业现场总线隔离。

一般说明

ADuM140x是基于模拟设备iCoupler®技术的4通道数字隔离器。结合高速CMOS和单片空心变压器技术,这些隔离元件提供了优于光耦器件等替代器件的优异性能。

通过避免使用led和光电二极管,iCoupler器件消除了通常与光耦合器相关的设计困难。采用简单的数字接口和稳定的性能特性,消除了典型的电流传输比不确定、非线性传输函数、温度和寿命效应等问题。这些iCoupler产品消除了对外部驱动程序和其他离散项的需求。此外,在可比较的信号数据速率下,i耦合器器件消耗光耦合器的十分之一到六分之一的功率。

ADuM140x隔离器在各种信道配置和数据速率下提供四个独立的隔离信道(请参阅订购指南)。所有型号在2.7 V到5.5 V的电源电压下运行,提供与低电压系统的兼容性,并实现跨越隔离栅的电压转换功能。此外,ADuM140x提供低脉冲宽度失真(CRW级<2ns)和紧密的信道匹配(CRW级<2ns)。与其他光耦替代品不同,ADuM140x隔离器具有专利的刷新功能,确保在没有输入逻辑转换和通电/断电条件下的直流正确性。

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典型性能特征

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应用程序信息

PC板布局

ADuM140x数字隔离器不需要逻辑接口的外部接口电路。强烈建议在输入和输出电源引脚处设置电源旁路(图17)。对于V,旁路电容器最方便地连接在插脚1和2之间以及对于V,连接在插脚15和16之间。电容器值应在0.01μF和0.1μF之间。电容器两端和输入电源插脚之间的总引线长度不应超过20 mm。也应考虑在引脚1和8之间以及引脚9和16之间绕过,除非每个封装侧的接地对连接在封装附近。

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在涉及高共模瞬态的应用中,应注意确保隔震屏障上的板耦合最小化。此外,电路板布局的设计应确保发生的任何耦合都会对给定组件侧的所有引脚产生同样的影响。未能确保这可能导致引脚之间的电压差超过设备的绝对最大额定值,从而导致闩锁或永久性损坏。

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。向逻辑低输出的传播延迟可能不同于向逻辑高输出的传播延迟。

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脉宽失真是这两个传播延迟值之间的最大差异,并且是保持输入信号的定时的准确程度的指示。

信道到信道匹配指的是在单个ADUM140X组件内信道之间传播延迟不同的最大值。

传播延迟歪斜是指在相同条件下运行的多个ADUM140X组件之间传播延迟的最大值。

直流正确性和磁场抗扰度

隔离器输入端的正负逻辑转换导致窄脉冲(约1ns)通过变压器发送到解码器。解码器是双稳态的,因此可以通过脉冲进行设置或重置,指示输入逻辑转换。在输入端没有超过2μs的逻辑转换的情况下,发送指示正确输入状态的周期性刷新脉冲集,以确保输出端的dc正确性。如果解码器接收不到超过约5微秒的内部脉冲,则假定输入侧无电或无功能,在这种情况下,通过看门狗定时器电路将隔离器输出强制为默认状态。

ADuM140x的磁场抗扰度的限制是由变压器接收线圈中的感应电压足够大以错误设置或重置解码器的条件设置的。以下分析定义了可能发生这种情况的条件。检查ADuM140x的3V工作条件,因为它代表最易受影响的工作模式。

变压器输出处的脉冲振幅大于1.0V。解码器的感应阈值约为0.5V,因此建立了0.5V的裕度,在该裕度中可以容忍感应电压。通过接收线圈感应的电压由:

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其中:β是磁通密度(高斯)。N是接收线圈的匝数。r是接收线圈中n圈的半径(cm)。

给定在ADUM140X中的接收线圈的几何结构和在解码器中的感应电压最多为0.5 V余量的强加要求,计算最大允许磁场,如图19所示。

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例如,在1 MHz的磁场频率下,0.2千高斯的最大允许磁场在接收线圈上感应出0.25伏的电压。这大约是感应阈值的50%,不会导致错误的输出转换。类似地,如果在发送脉冲期间发生这样的事件(并且具有最坏的极性),则将接收到的脉冲从>1.0v减小到0.75v-仍然远远高于解码器的0.5v感测阈值。

上述磁通密度值对应于ADuM140x变压器给定距离处的特定电流幅值。图20将这些允许的电流幅值表示为选定距离的频率函数。如图所示,ADuM140x具有极强的免疫能力,只能受到高频、非常接近组件的超大电流的影响。对于注意到的1 MHz示例,必须将0.5 kA电流放置在距离ADuM140x 5 mm的位置,以影响组件的操作。

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注意,在强磁场和高频的组合下,由印刷电路板轨迹形成的任何环路都可能产生足够大的错误电压,从而触发后续电路的阈值。在布置此类痕迹时应注意避免这种可能性。

功耗

ADuM140x隔离器的给定通道上的电源电流是电源电压、通道数据速率和通道输出负载的函数。

对于每个输入通道,电源电流由:

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对于每个输出通道,电源电流由:

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其中:IDDI(D),IDDO(D)是输入和输出动态电源电流每通道(mA/Mbps)。CL为输出负载电容(pF)。VDDO是输出电源电压(V)。f是输入逻辑信号频率(MHz,输入数据的一半速率,NRZ信号)。fr是输入阶段刷新率(Mbps)。IDDI(Q),IDDO(Q)是指定的输入和输出静态电源电流(mA)。

要计算IDD1和IDD2总供电电流,电源每个输入和输出通道对应的电流计算并汇总IDD1和IDD2。图8和图9提供每通道电源电流作为数据速率的函数对于未加载的输出条件。图10提供了15 pF的过通道供电电流作为数据速率的函数输出条件。图11至图14提供了总计IDD1和IDD2提供电流作为数据速率的函数ADuM1400/ADuM1401/ADuM1402信道配置。

外形尺寸

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