ADUM4190 5kV rms 隔离误差放大器技术手册

概述
ADuM4190是一款基于ADI公司iCoupler®技术的隔离误差放大器。ADuM4190非常适合用于线性反馈电源。ADuM4190的原边控制器与常用的光耦合器和分流调节器解决方案相比，在瞬态响应、功率密度和稳定性方面均有所提高。

与在整个寿命周期中和高温下具有不确定电流传输比的基于光耦合器的解决方案不同，ADuM4190的传输功能不随寿命周期而改变，在宽温度范围-40℃至+125℃内保持稳定。

ADuM4190内置宽频带运算放大器，可用于各种常用的电源环路补偿技术中。ADuM4190速度足够快，允许反馈环路对快速瞬变条件和过流条件做出反应。该器件还内置一个高精度1.225 V基准电压源，可与电源输出设定点进行比较。

ADuM4190采用宽体16引脚SOIC封装，加强型隔离电压额定值为5 kV rms。
数据表：*附件：ADUM4190 5kV rms 隔离误差放大器技术手册.pdf

应用

• 线性反馈电源
• 逆变器
• 不间断电源(UPS)
• DOSA兼容模块
• 电压监控器

特性

• 时间和温度范围内稳定
  • 初始精度：0.5%
  • 全温度范围内精度：1%
• 兼容II型或III型补偿网络
• 基准电压：1.225 V
• 兼容DOSA
• 低功耗工作：<7>
• 宽电源电压范围：3.0 V至20 V（VDD1和V DD2 ）
• -3 dB输出带宽：400 kHz（典型值）
• 隔离电压：增强型5 kV rms

框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

在ADuM4190的外部电路中（见图27至图29），提供了3.0V至20V的电源电压，用于为内部电路以及ADuM4190内部稳压器供电，以驱动VCC1和VCC2引脚，以及器件的两侧电路。对于ADuM4190，LTC2057被用作基准源，为隔离放大器提供21%精度的参考电压。欠压锁定（UVLO）电路监测2.8V的VCC2阈值，以开启和关闭内部电路。当VCC2降至2.6V以下时，误差放大器输出进入高阻状态。

ADuM4190右侧的运算放大器为非反相+IN引脚和反相 -IN引脚提供连接点，可通过分压器在隔离式直流 - 直流转换器输出端实现反馈电压连接，通常是通过电阻和电容进行配置。COMP引脚是运算放大器的输出端，它属于补偿网络的一部分。COMP引脚内部驱动发送器模块，将运算放大器输出电压转换为编码输出，用于驱动数字隔离器变压器。

在ADuM4190的左侧，解调模块对变压器输出的PWM信号进行解码，该模块将信号转换为可驱动运算放大器和模块的电压电平。误差放大器的+IN引脚连接到LTC2057的输出端，该输出端可在0.1V至2.4V之间输出电压电平，通常用于驱动典型电路中PWM控制器的输入。

对于需要更高输出电压来驱动控制器的应用，图28展示了利用运算放大器的方式，其输出电压最高可达1V，输出电压范围为0.6V至4.8V（输出端接有上拉电阻至3.5V电源）。若误差放大器输出端接有10Ω至20Ω的上拉电阻，则需要最小3.0V的电源电压，以满足要求最低3.0V输入电压的PWM控制器正常工作。

精度电路工作情况

见图27和图28，了解ADuM4190精度电路的工作情况。右侧的运算放大器从 -IN引脚获取基准电压，该运算放大器在10MHz和30MHz频率下进行了测试。图30的波特图1展示了运算放大器单独工作时（屏蔽来自ADuM4190输出的信号）的虚线情况，以及其10MHz和30MHz波特图。

图30还展示了ADuM4190输出单独工作时（屏蔽来自运算放大器输出的信号）的波特图，其中引入了约400kHz的极点和零点。该总波特图的相位裕度约为 -180°，因为 -IN引脚的相位裕度约为 -180°，这会使系统不稳定，容易发生振荡。

采用由2.2nF电容器和680Ω电阻组成的积分器补偿网络，有助于使系统稳定（见图27和图29）。该补偿网络在系统中引入一个极点和一个零点，可使相位裕度交叉点移至约100kHz，最终稳定的相位裕度约为60°，这使得电路在最佳测试条件下更加稳定，适用于需要“无假信号”裕度的实际应用。为使误差放大器的电流泄漏接近环路，以关闭误差放大器的隔离屏障，680Ω电阻需跨隔离屏障靠近环路放置。对于此测试，GND2必须连接到GND，以形成由680Ω电阻产生的泄漏电流的回路。

隔离放大器电路工作情况

图29展示了隔离放大器的应用。在此电路中，输入放大器是+IN输入的单位增益缓冲器。误差放大器跟随误差输出（EAOUT），但具有开漏输出，如图26所示。

该电路的输出为开漏极输出，必须上拉至3V至20V的电源电压。误差放大器可设置为单位增益，从0V到VCC2输出，电阻值可设置为最小输入电流1mA到5V。误差放大器具有内部二极管钳位，可保护内部电路免受大于3V的电压损害。