ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402四通道数字隔离器技术手册

概述
ADuM2400 /[ADuM2401]/[ADuM2402]均为采用ADI公司iCoupler ^®^ 技术的4通道数字隔离器。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。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。

ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402隔离器提供四个独立的隔离通道，支持多种通道配置和数据速率（请参考“订购指南”）。所有型号均可采用2.7 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。此外，ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402具有低脉冲宽度失真（CRWZ级小于2 ns）和严格的通道间匹配（CRWZ级小于2 ns）特性。ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402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：ADuM2400 ADuM2401 ADuM2402四通道数字隔离器技术手册.pdf

应用

• 通用高压多通道隔离
• 医疗设备
• 电机驱动器
• 电源

特性

• 低功耗工作
  • 5 V工作电压 （参见参考数据手册)
  • 每个通道1.0 mA（最大值，0 Mbps至2 Mbps）
  • 每个通道3.5 mA（最大值，10 Mbps）
  • 每个通道31 mA（最大值，90 Mbps）
  • 3 V工作电压 （参见参考数据手册)
  • 每个通道0.7 mA（最大值，0 Mbps至2 Mbps）
  • 每个通道2.1 mA（最大值，10 Mbps）
  • 每个通道20 mA（最大值，90 Mbps）
• 双向通信
• 3 V/5 V电平转换
• 工作温度高达：105℃
• 高数据速率：DC至90 Mbps (NRZ)
• 精密定时特性
  • 脉冲宽度失真：2 ns（最大值）
  • 通道间匹配：2 ns（最大值）
• 高共模瞬变抗扰度：>25 kV/μs
• 输出使能功能
• 欲了解更多特性，请参考数据手册

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

ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402 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 17 ）。去耦电容最便于连接在 Pin 1 和 Pin 2（针对 V_{CC1} ）以及 Pin 15 和 Pin 16（针对 V_{CC2} ）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 20mm 。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。

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。

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

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。

通道间匹配指的是单个 ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402 器件内各通道之间传播延迟差异的最大量。

传播延迟差异指的是在相同条件下工作的多个 ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402 器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 11 ）。

ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402 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 ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402 在 3V 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 1.0 V 。解码器的感应阈值约为 0.5 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（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 ADuM2400/ADuM2401/ADuM2402 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 19 所示。