ADuM6410/ADuM6411/ADuM6412四通道隔离器技术手册

概述
ADuM6410/[ADuM6411]/[ADuM6412]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，ADuM6410/ADuM6411/ADuM6412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。

ADuM6410/ADuM6411/ADuM6412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：ADuM6410 ADuM6411 ADuM6412四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，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3750 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

功能框图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADuM6410/ADuM6411/ADuM6412的直流 - 直流转换器部分，其工作原理与大多数现代电源类似。它采用分立式控制器架构，带有隔离式PWM反馈，电源为一个振荡电路供电，该电路将电流切换至芯片级空芯变压器。传输到次级侧的功率经整流和稳压后，输出电压在3.15V至5.25V之间，具体数值由外部电压分压器设定（见公式1） 。次级侧（VISO）的一个控制引脚通过产生PWM控制信号来调节输出，该信号通过专用的iCoupler数据通道发送至初级侧（VDDp）。PWM调制器通过振荡器锁相环控制传输至次级侧的功率。反馈机制大幅提升了功率和效率。

其中：

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

由于输出电压可连续调节，因此存在无数种工作条件。本数据手册的规格部分介绍了三种离散工作条件。输入和输出电压还可能有许多其他组合；图15展示了室温下支持的生成电压组合，VISO随负载下降，输入电压上升，直至PWM占空比达到80%。每个图形代表在当前输出下所需的最小电压。例如，对于要求输出电流为30mA的应用，在VDDp为4.25V时，最小VDDp电压为3.3V。图15还说明了为何不推荐VDDp = 3.3V输入、VISO = 5V的配置。即便输出电流仅为10mA，PWM也无法将占空比维持在80%以下，无法为负载或温度变化留出余量。

通常，ADuM6410/ADuM6411/ADuM6412在室温至最高温度范围内的功耗约高出17%；因此，20%的PWM余量可应对温度变化。

ADuM6410/ADuM6411/ADuM6412在初级侧和次级侧的输入/输出引脚上均实现了带迟滞的欠压锁定（UVLO）功能，以VDDp作为输入电源。该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。

数字隔离器通道利用高频载波，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，使数字隔离器通道具备极低的传播延迟和高速性能。内部稳压器和输入/输出设计技术可在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载波及其他技术得以降低。

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。若输入侧关闭或不工作，低电平的故障安全输出状态会使输出置为低电平。