ADUM7510 5通道1kV单向数字隔离器技术手册

概述

ADuM7510 是采用 ADI 公司 iCoupler^®^ 技术的单向 5 通道隔离器。与 ADuM1510 不同，ADuM7510 的隔离额定值较低，为可以接受 1 kV 交流隔离的应用提供了一种低成本的解决方案。这些隔离器件将高速 CMOS 与单芯片空芯变压器技术融为一体，具有优于光耦合器等替代器件的出色性能特征。

iCoupler 器件不用 LED 和光电二极管，因而不存在一般与光耦合器相关的设计困难。简单的 iCoupler 数字接口和稳定的性能特征，可消除光耦合器通常具有的电流传输比不确定、非线性传递函数以及温度和使用寿命影响等问题。这些 iCoupler 产品不需要外部驱动器和其它分立器件。此外，在信号数据速率相当的情况下，iCoupler 器件的功耗只有光耦合器的 1/10 至 1/6。

ADuM7510 隔离器提供 5 个独立隔离通道，支持最高 10 Mbps 的数据速率。每个通道的工作电压范围为 4.5 V 至 5.5 V。与其他光耦合器不同，ADuM7510 隔离器具有已取得专利的刷新特性，可确保不存在输入逻辑转换时及上电/关断条件下的直流正确性。
数据表：*附件：ADUM7510 5通道1kV单向数字隔离器技术手册.pdf

应用

• 通用单向多通道隔离

框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

印刷电路板（PCB）布局

ADuM7510 数字隔离器的逻辑接口无需外部接口电路。强烈建议在输入和输出电源引脚处进行电源去耦（见图 9 ）。去耦电容最便于连接在 Pin 1 和 Pin 2（针对 V_{CCA1} ）以及 Pin 15 和 Pin 16（针对 V_{CCA2} ）之间。电容值应为 0.01μF 至 0.1μF 。电容两端与输入电源引脚之间的总引线长度均不得超过 10mm 。另外，除非每个封装侧的接地对都靠近封装连接，否则还应考虑 Pin 1 与 Pin 8 之间以及 Pin 9 与 Pin 16 之间的连接。

有关电路板布局指南，请参阅 AN - 1109《应用笔记：与 PCB 相关的布局》。

传播延迟相关参数

传播延迟是描述逻辑信号通过一个组件传播所需时间长短的参数。信号到逻辑低电平输出的传播延迟，可能与到逻辑高电平输出的传播延迟不同。

脉冲宽度失真是指这两种传播延迟值之间的最大差异，它体现了输入信号定时的保持精度。

通道间延迟匹配是指单个 ADuM7510 组件内各通道之间传播延迟差异的最大量。

传播延迟差异是指在相同条件下工作的多个 ADuM7510 组件之间传播延迟差异的最大量。

直流正确性和磁场抗扰度

隔离器输入的正向和负向逻辑转换，会使较窄（~1 ns ）的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 持续超过约 1μs ）时，会发送一组周期性的刷新脉冲，以确保输出的直流正确性，表明正确的输入状态。

如果解码器在约 5μs 以上的时间内未收到脉冲，则认为输入侧未通电或无功能，此时隔离器输出会被看门狗电路强制置为默认低电平状态（见表 8 ）。

器件的磁场抗扰度极限由以下条件设定：变压器接收线圈中感应的电压足够大，会错误地置位或复位解码器。以下分析明确了这种情况发生的条件。对 ADuM7510 在 4.5 V 工作条件下进行研究，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 1.5 V 。解码器的感应阈值约为 1.0 V ，因此确定了一个 0.5 V 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。
• r_{n} 为接收线圈中第 n 匝的半径。
• N 为接收线圈的匝数。

考虑到 ADuM7510 中接收线圈的几何形状，以及解码器处感应电压最大为 0.5 V （占 0.5 V 裕量的 50% ）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 11 所示。

例如，在磁场频率为 1 MHz 时，最大允许磁通密度为 0.5 高斯，这会在接收线圈中感应出 0.25 V 的电压，约为解码器感应阈值的 50% ，不会导致错误输出转换。如果在传输脉冲期间出现最坏情况的极性事件，它会将接收到的脉冲从 >1.0 V 降至 0.75 V ，仍远高于解码器 0.5 V 的感应阈值。