ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 1 kV RMS 四通道数字隔离器技术手册

概述
[ADuM7640]/[ADuM7641]/[ADuM7642]/ADuM7643 是采用ADI公司iCoupler ^®^ 技术的6通道数字隔离器。这些1kV数字隔离器件采用小型20引脚QSOP封装。在仅需功能隔离时，与2.5kV或5kV隔离解决方案相比，这些器件可节约空间且成本更低。

像ADI公司的许多隔离器一样，该产品系列采用3.0V至5.5V的电源电压，并且功耗极低，仅为其它数字隔离器的十分之一至六分之一。除此之外，DuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643还提供低脉冲宽度失真（C级小于6 ns）和逐通道毛刺滤波器以保护设备不受外来噪声干扰。四种通道方向组合提供1Mbps或25Mbps的最高数据速率。在没有输入电源的情况下，所有型号的缺省输出均为逻辑高电平状态。
数据表：*附件：ADuM7640 ADuM7641 ADuM7642 ADuM7643 1 kV RMS 四通道数字隔离器技术手册.pdf

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

特性

• 小型20引脚QSOP封装
• 1000 V rms隔离额定值
• 低功耗工作
  3.3 V工作电压
  • 每个通道1.6 mA（最大值，0 Mbps至1 Mbps）
  • 每个通道7.8 mA（最大值，25 Mbps）
    5 V工作电压
  • 每个通道2.2 mA（最大值，0 Mbps至1 Mbps）
  • 每个通道11.2 mA（最大值，25 Mbps）
• 双向通信
• 数据速率最高可达25 Mbps (NRZ)
• 3 V/5 V电平转换
• 工作温度最高可达：105℃
• 高共模瞬变抗扰度：>15 kV/μs

功能框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

印刷电路板布局

ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 数字隔离器需要外部电容来为逻辑接口供电。电源去耦电容应尽可能靠近电源引脚放置。在 Pin 1（VCC1）和 Pin 20（GND1）、Pin 11（VCC2）和 Pin 10（GND2）、Pin 21（VCC3）和 Pin 14（GND3）、Pin 9（VCC4）和 Pin 19（GND4）之间连接 100nF 陶瓷电容，为逻辑侧和总线侧电源去耦。电容值应在 0.01μF 至 0.1μF 之间。去耦电容应尽可能靠近电源引脚放置，且电容到电源的走线长度不应超过 20mm。

在涉及跨隔离栅快速瞬变的应用中，务必使电路板布局对称，以最大程度减少耦合。这样，任何耦合产生的用户影响都会在电路板两侧均匀分布。若未遵循此设计准则，可能会导致隔离栅两侧出现电压差，这可能会损坏数字隔离器。

通过适当的电路板布局，ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 可轻松满足 CISPR 22 Class B（EN55022 Class B）和 FCC Class B 辐射标准，适用于不受限环境。对于严格的 EMI 缓解要求，包括笔记型电脑和机顶盒应用，请参阅 AN-1109《应用布局与 PCB 布局规则》。

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。输出到输入的传播延迟是信号从低到高转换的时间。高到低转换的传播延迟时间可能与低到高转换的不同。

脉冲宽度失真指的是这些传播延迟值之间的最大差异，它表明定时信号被传递的准确程度。

通道间延迟匹配是指 ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 组件内单个通道的传播延迟差异的最大量。

传播延迟变化是指在相同条件下工作的多个 ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 组件之间的传播延迟差异的最大量。

直流正确性

隔离器输入的正向和负向逻辑转换会导致窄（~1 ns）脉冲被发送到解码器以设置帧。在没有输入逻辑转换的情况下，解码器接收不到这些脉冲，表明输入为逻辑 1。在一组刷新脉冲指示输入正确状态未被发送超过约 5 μs 后，隔离器的接收侧逻辑会假定输入丢失，并且接收侧输出被强制为默认高电平状态。这可防止在待机或断电时出现错误输出。

磁场抗扰度

ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 数字隔离器的磁场抗扰度由变压器接收线圈中感应的电压决定，该电压会设置或重置解码器。以下分析确定了 ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 数字隔离器可在其中工作而不会导致解码器错误的最大允许磁场。ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 对共模磁场不太敏感，因为变压器在差分模式下工作。

变压器输出的脉冲幅度大于 1.0 V。解码器的判决阈值约为 0.5 V，这意味着在接收器中感应的电压可高达 0.5 V 而不会导致错误。接收线圈上感应的电压由下式给出：

其中：

• ω 是角频率（以 rad/s 为单位）。
• B 是接收线圈中的磁通密度（以高斯为单位）。
• r_{n} 是接收线圈中第 n 匝的半径（以英寸为单位）。
• n_{r} 是 ADuM7640/ADuM7641/ADuM7642/ADuM7643 中接收线圈的匝数。

假设感应电压在解码器处最大为 0.5 V，且有 0.5 V 的裕量，则可计算给定频率下的最大允许磁场。结果如图 22 所示。