ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202双通道隔离器，集成DC/DC转换器技术手册

概述
ADuM520x是双通道数字隔离器，集成isoPower ^™^ 隔离的DC/DC转换器。这个DC/DC转换器基于ADI公司的iCoupler ^®^ 技术，能够隔离5.0 V或3.3 V电压，同时提供高达500 mW的可调整隔离功率。在低功耗隔离设计中，无需使用单独的隔离DC/DC转换器。ADI公司的芯片级变压器iCoupler技术用来隔离逻辑信号以及DC/DC转换器，在小型封装内提供完整的隔离解决方案。

ADuM520x 可以与基于isoPower技术的 [ADuM5401], [ADuM5402], [ADuM5403], [ADuM5404]以及 [ADuM5000]配合使用，以实现更高的输出功率电平或者更多的通道数目。

ADuM520x隔离器提供两个独立的隔离通道，支持多种通道配置和数据速率（欲了解更多信息，请参看订购指南）。
数据表：*附件：ADuM5200 ADuM5201 ADuM5202双通道隔离器，集成DC DC转换器技术手册.pdf

应用

• RS-232/RS-422/RS-485收发器
• 工业现场总线隔离
• 电源启动和门级驱动
• 隔离的传感器接口
• 工业PLC

特性

• isoPower ^®^ 集成隔离式DC/DC转换器
• 3 V或5 V可调整输出
• 最高500mW输出功率
• 两个DC至25 Mbps (NRZ)信号隔离通道
• 施密特触发器输入
• 16引脚SOIC封装，爬电距离> 8mm
• 最高工作温度: 105℃（最大值）
• 高共模瞬变抗扰度: > 25 kV/μs
• 安全管理认证
  UL 认证
  2500 V rms/min，符合UL 1577
  CSA元件验收通知 #5A（正在审批）
  VDE 符合证书（正在审批）
  DIN V VDE V 0884-10
  (VDE V 0884-10):2006-12
  VIORM = 560 V 峰值

框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 的直流 - 直流转换器部分基于大多数开关电源通用的原理工作。它采用带有次级侧控制器架构，具备调制（PWM）反馈。V_{DD1} 电源为振荡电路供电，该电路驱动芯片级空芯变压器中的电流切换。功率被传输到次级侧，经整流并调节为 3.3V 或 5V 。次级侧（V_{ISO}）控制器通过创建 PWM 控制信号来调节输出，该信号通过专用的 iCoupler 数据通道发送到初级侧（V_{DD1} 侧）。PWM 调制振荡电路，以将功率传输到次级侧。反馈可显著提高功率和效率。

ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 在 V_{DD1} 电源输入上实现了带迟滞的欠压锁定（UVLO）。此功能可确保在输入功率噪声大或功率上升速率慢时，转换器不会误振荡。

ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 可接受外部调节控制信号（R_{COUT}），该信号可连接到其他 iPower 设备。此功能允许单个调节器控制多个电源模块而不会产生干扰。当从主电源模块接受控制时，V_{ISO} 引脚可连接在一起，从而使电源无缝协同工作。ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 只能调节自身或接受来自其产品系列中另一个设备的调节（从设备模式 ）；它们无法向其他设备提供调节信号。

印刷电路板布局

ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 数字隔离器是集成了 0.5W iPower 的直流 - 直流转换器，逻辑接口无需外部接口电路。输入和输出电源引脚处需要电源去耦（见图 23 ）。注意，在 Pin 1 和 Pin 2（用于 V_{DD1} ）以及 Pin 15 和 Pin 16（用于 V_{ISO} ）之间需要低等效串联电阻（ESR）的去耦电容，且应尽可能靠近引脚放置。

ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 的功率供应部分使用 180MHz 的振荡器频率，通过其芯片级变压器高效地为数据部分供电。此外，iCoupler 的数据部分正常工作会在功率供应引脚上引入开关瞬变。多个工作频率需要去耦电容。噪声抑制需要低电感、高频电容，而纹波抑制和适当调节需要大容量电容。这些电容最方便地连接在 Pin 1 和 Pin 2（用于 V_{DD1} ）以及 Pin 15 和 Pin 16（用于 V_{ISO} ）之间。

为了抑制噪声和减少纹波，至少需要两个电容并联。对于 V_{DD1} ，推荐的电容值为 0.1μF 和 10μF 。较小的电容必须具有低 ESR ，例如，建议使用陶瓷电容。

低 ESR 电容两端与输入电源引脚之间的总引线长度必须不超过 2mm 。安装引线长度超过 2mm 的去耦电容可能会导致数据耦合。除非两个公共接地引脚在封装附近连接在一起，否则应在 Pin 1 和 Pin 8（GND_{1} ）以及 Pin 9 和 Pin 16（GND_{ISO} ）之间进行走线。

在涉及高共模瞬变的应用中，确保电路板布局（跨隔离栅）的设计使耦合最小化。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，超过表 19 中规定的器件绝对最大额定值，进而致使器件闩锁和/或永久损坏。

ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 是功率器件，满负载且以最大速度运行时约耗散 1W 功率。由于无法对隔离器件应用散热器，器件的热性能主要取决于通过 GND 引脚到 PCB 的热传导。如果器件在高环境温度下使用，需提供备用。图 23 中的电路板布局显示了 Pin 2、Pin 8、Pin 9 和 Pin 15 的扩大焊盘。应实施从焊盘到地平面的多个过孔，以显著降低芯片内部的温度。扩大的焊盘尺寸由设计师决定，并取决于可用的电路板空间。

启动行为

ADuM5200/ADuM5201/ADuM5202 器件不含软启动电路。因此，在设计该器件时，必须考虑启动电流和电压行为。

当向 V_{DD1} 施加电源时，输入开关电路开始工作。当达到 UVLO 最小电压时，开关电流驱动输出电源，直到达到调节电压，此时 PWM 控制开始工作。达到调节电压所需的电流和时间取决于负载和 V_{DD1} 压摆率。

对于快速 V_{DD1} 压摆率（200μs 或更短 ），峰值电流可达到 100mA（V_{DD1} 为 5V 时 ）。输入电压上升越快，输出电压上升越快，因此峰值电流与最大输入电压成正比。