ADuM1250/ADuM1251热插拔双向I2C隔离器技术手册

概述
ADuM1250/[ADuM1251]均为热插拔数字隔离器，内置与I^2^C接口兼容的非闩锁双向通信通道。这样就不需要将I2C信号分成单独的发送信号与接收信号，供独立光耦合器使用。

ADuM1250提供两个双向通道，支持完全隔离的I^2^C接口。ADuM1251提供一个双向通道和一个单向通道，适合不需要双向时钟的应用。

ADuM1250和ADuM1251均内置热插拔电路，可防止将无源卡插入有源总线时产生干扰数据。

此类隔离器采用ADI的iCoupler ^®^ 芯片级变压器技术。iCoupler是磁隔离技术，其功能、性能、尺寸和功耗均优于光耦器件。ADuM1250/ADuM1251将iCoupler通道与半导体电路集成，在小型封装中实现完全隔离的I^2^C接口。
数据表：*附件：ADuM1250 ADuM1251热插拔双向I2C隔离器技术手册.pdf

应用

• 隔离式I^2^C、SMBus或PMBus接口
• 多级I^2^C 接口
• 电源
• 网络
• 以太网供电
• 混合动力汽车电池管理

特性

• 双向I^2^C通信
• 开漏接口
• 适合热插拔应用
• 30 mA吸电流能力
• 1000 kHz工作频率
• 电源电压/逻辑电平：3.0 V至5.5 V
• 符合RoHS标准的8引脚SOIC封装
• 工作温度最高可达：125°C
• 通过汽车应用认证
• 安全和法规认证
  • DIN VDE V 0884-11:2017-01
    • 加强型VIORM = 560 V 峰值
  • 1分钟2500 V rms，符合UL 1577标准
  • IEC/EN/CSA 62368-1
  • IEC/CSA 61010-1
  • CAN/CSA-C22.2 No. 14-18
  • GB4943.1-2011

引脚配置描述

应用信息

功能描述

ADuM1250/ADuM1251 在双向 I^2C 接口的两侧各有一个接口。I^2C 接口被分成两个单向通道，每个通道通过专用的 iCoupler 隔离进行通信。图 6 所示的每个通道对的底部通道会检测 Side 1 I^2C 引脚的电压状态，并将其状态传输到相应的 Side 2 I^2C 引脚。

Side 1 和 Side 2 I^2C 引脚都设计为可在 2.0V 至 5.5V 下工作。任一引脚上的逻辑高电平会使对侧引脚被拉低到足以满足其他 I^2C 器件逻辑低电平阈值要求的程度。为避免 I^2C 总线争用，同一引脚上的输入低电平阈值（SD_{L} 或 SC_{L} ）保证至少比输出低电平阈值大 50mV 。这样可防止在 Side 1 上传输的逻辑低电平被回传到 Side 2 并拉低 I^2C 总线。

由于 Side 2 逻辑电平/阈值是标准 I^2C 值，多个 ADuM1250/ADuM1251 器件可通过其 Side 2 引脚连接到同一 I^2C 总线，并与其他 I^2C 兼容设备通信。区分了 I^2C 兼容性和 I^2C 合规性。I^2C 兼容性是指组件的逻辑电平不一定满足 I^2C 规范要求，但仍可与 I^2C 兼容设备通信。I^2C 合规性是指组件的逻辑电平满足 I^2C 规范要求，适用于 I^2C 总线电平的情况。

然而，由于 Side 1 具有修改后的输出电平/输入阈值，ADuM1250/ADuM1251 的该侧只能与符合 I^2C 标准的设备通信。换句话说，ADuM1250/ADuM1251 的 Side 2 是 I^2C 合规的，而 Side 1 仅为 I^2C 兼容。

输出逻辑低电平与 V_{DD1} 和 V_{DD2} 电压无关。Side 1 的输入逻辑低阈值也与 V_{DD1} 无关。不过，Side 2 的输入逻辑低阈值设计为 0.3 V_{DD2} ，符合 I^2C 要求。Side 1 和 Side 2 引脚有集电极开路输出，其高电平通过上拉电阻连接到各自的电源电压。

启动

V_{DD1} 和 V_{DD2} 电源都具有欠压锁定功能，可防止信号通道在满足某些条件前工作。该功能可防止电源上电/掉电期间输入逻辑信号意外拉低 I^2C 总线。

要启用信号通道，必须满足以下两个条件：

• 两个电源必须至少为 2.5V 。
• 两个电源超过内部启动阈值后，至少需经过 40μs 。

在满足两个电源的启动条件之前，ADuM1250/ADuM1251 的输出会被拉高，确保启动时不会对总线造成干扰。图 7 和图 8 分别说明了输入电源压摆率快于和慢于 12.5V/ms 时的电源条件。

典型应用

图 9 展示了一个典型应用电路，其中包含 Side 1 和 Side 2 的上拉电阻。旁路电容值为 0.01μF 和 0.1μF 。V_{DD1} 和 GND_1 之间以及 V_{DD2} 和 GND_2 之间需要 200Ω 电阻（如图 9 所示），用于热插拔时的闩锁抗扰度。该电阻在环境温度为 -105°C 至 125°C 时需要满足温度要求，且必须放置在热插拔的一侧。对于 5V V_{DD1} ，使用 200Ω 电阻；对于 3.3V V_{DD1} ，使用 91Ω 电阻。