ADuM7240/ADuM7241 1KV、双通道数字隔离器技术手册

概述
ADuM7240/[ADuM7241]是采用ADI公司的iCoupler ^®^ 技术的双通道数字隔离器。这些隔离器件结合了高速CMOS与单片空芯变压器技术，可提供出色的性能特性，优于光耦器件和其它集成式耦合器。

ADuM724x系列双通道1 kV数字隔离器件采用窄体8引脚SOIC封装。与2.5 kV或5 kV隔离器相比，ADuM724x提供了一种经济选项，适用于仅需基本隔离功能的应用场合。

该产品系列像ADI公司的许多隔离器产品一样功耗极低，在高达25 Mbps的数据速率下，其功耗仅为同类隔离器的十分之一至六分之一。除了低功耗，ADuM724x的所有型号都具有很低的脉宽失真（C级小于5 ns）。此外，每款型号均提供输入毛刺滤波器，以防外来噪声干扰。

ADuM724x提供两个独立的隔离通道，支持两种通道配置以及1Mbps和25 Mbps两种数据速率（请参考“订购指南”）。所有型号均可采用3.0 V至5.5 V电源电压工作，与低压系统兼容，并且能够跨越隔离栅实现电压转换功能。另外，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：ADuM7240 ADuM7241 1KV、双通道数字隔离器技术手册.pdf

应用

• 通用多通道隔离
• 数据转换器隔离
• 工业现场总线隔离

特性

• 8引脚窄体SOIC封装，符合RoHS标准
• 安全和法规认证
• UL认证（申请中）
  UL 1577：1分钟1000 V rms
• 低功耗工作
  5 V 工作电压：
  每个通道2.4 mA（最大值，0 Mbps至1 Mbps）
  每个通道11.8 mA（最大值，25 Mbps）
• 3.3 V电源：
  每个通道1.7 mA（最大值，0 Mbps至1 Mbps）
  每个通道8.2 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

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

ADuM7240/ADuM7241 数字隔离器的逻辑接口无需外部接口电路。强烈建议在输入电源引脚（VDD1）和输出电源引脚（VDD2）处进行电源去耦。去耦电容值应在 0.01μF 至 0.1μF 之间，电容与电源引脚两端的总引线长度不应超过 20mm。

在涉及高共模瞬变的应用中，务必使电路板布局（跨隔离栅）的设计将耦合降至最低。此外，电路板布局应设计为：在给定的器件侧，任何产生的耦合都能均匀影响所有引脚。若不这样做，可能会导致引脚间出现电压差，超过器件的绝对最大额定值，进而致使器件闩锁或永久损坏。

通过合理的印刷电路板设计，ADuM7240/ADuM7241 能够轻松满足 CISPR 22 A 类（及 FCC A 类）发射标准，以及要求更为严格的 CISPR 22 B 类（及 FCC B 类）标准。有关与印刷电路板相关的电磁干扰缓解技术，包括电路板布局和堆叠引脚等内容，请参考 AN - 1109《应用笔记》。

传播延迟相关参数

传播延迟是描述逻辑信号通过器件传播所需时间的参数。高到低转换的输入 - 输出传播延迟时间，可能与低到高转换的传播延迟时间不同。

脉冲宽度失真是这两个传播延迟值之间的最大差值，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 ADuM7240/ADuM7241 器件内各通道之间传播延迟的最大差异量。

传播延迟差异指的是在相同条件下工作的多个 ADuM7240/ADuM7241 器件之间传播延迟的最大差异量。

直流正确性

隔离器输入的正向和负向逻辑转换，会使窄（~1ns）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。

若解码器在约 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。

磁场抗扰度

ADuM7240/ADuM7241 的磁场抗扰度由变化的磁场决定，该磁场会在变压器接收线圈中感应出电压，感应电压大到足以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 ADuM7240/ADuM7241 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 1.0V。解码器的感应阈值约为 0.5V，因此确定了一个 0.5V 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。

考虑到 ADuM7240/ADuM7241 中接收线圈的几何形状，以及解码器处感应电压最大为 0.5V（有 0.5V 的裕量）的要求，可计算出给定频率下的最大允许磁场。计算结果如图 14 所示 。