ADuM5020/ADuM5028：低辐射隔离式DC - DC转换器的卓越之选

在电子设计领域，隔离式DC - DC转换器是保障系统安全、稳定运行的关键组件。今天，我们来深入探讨ADI公司的ADuM5020和ADuM5028这两款低辐射隔离式DC - DC转换器，看看它们有哪些独特的性能和应用优势。

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产品特性亮点

集成isoPower技术

ADuM5020和ADuM5028采用了isoPower集成隔离式DC - DC转换技术。ADuM5020能提供高达100 mA的输出电流，ADuM5028则可提供60 mA的输出电流，能满足不同应用场景的功率需求。

低辐射性能

在2层PCB上满载运行时，这两款转换器能够满足CISPR22 Class B的辐射限制，这对于对电磁兼容性要求较高的应用来说是非常重要的特性。

多种封装选择

ADuM5020采用16引脚SOIC_W封装，最小爬电距离为7.8 mm；ADuM5028采用8引脚SOIC_IC封装，最小爬电距离为8.3 mm。不同的封装形式可以适应不同的空间和设计要求。

高温工作能力

它们能够在高达125°C的温度下正常工作，适应较为恶劣的工业环境。

安全与法规认证

产品获得了多项安全和法规认证，如UL 1577（(V{ISO }=3000 Vrms) ，持续1分钟）、IEC / EN / CSA 62368 - 1、IEC / CSA 60601 - 1、IEC / CSA 61010 - 1、CQC GB 4943.1等，DIN EN IEC 60747 - 17（VDE 0884 - 17）认证也在进行中，(- V{IORM }=565 Vpeak) ，为产品的安全性提供了可靠保障。

电气特性详解

不同输入输出组合下的性能

文档中详细给出了不同输入输出电压组合下的电气特性。以5 V输入/5 V输出为例，ADuM5020 - 5BRIZ的输出电压设定点在4.75 - 5.25 V之间（IISO = 10 mA时），线路调节率为2 mV/V（IISO = 50 mA，VDDP = 4.5 V - 5.5 V），负载调节率在1 - 5%（IISO = 10 mA - 90 mA）。ADuM5028 - 5BRIZ也有类似的性能指标，只是在输出电流等方面有所差异。

效率与热性能

在效率方面，以IISO (MAX) 为例，ADuM5020在IISO = 100 mA、TA = 25°C时效率为33%，ADuM5028在IISO = 60 mA、TA = 25°C时效率同样为33%。同时，两款产品都具备热关断功能，关断温度为154°C，热滞回为10°C。当温度超过一定范围时，输出电流会按一定比例降额，例如ADuM5020在TA > 85°C时，最大VISO输出电流以1.75 mA/°C的速率降额。

工作原理剖析

ADuM5020和ADuM5028的工作原理与大多数标准电源类似，采用了分离式控制器架构和隔离式PWM反馈。VDDP电源为振荡电路供电，电流通过芯片级空心变压器传输到次级侧，经过整流和调节后输出3.3 V或5.0 V的电压，具体取决于VSEL引脚的设置。次级侧控制器通过专用的iCoupler数据通道将PWM控制信号发送到初级侧，调节振荡器电路，实现对次级侧功率的控制，这种反馈机制大大提高了功率和效率。

此外，产品还在初级和次级侧的输入输出引脚以及VDDP电源输入上实现了带滞回的欠压锁定（UVLO）功能，避免因输入电源噪声或上电斜坡速率缓慢而导致转换器振荡。

应用场景广泛

通信接口供电

可用于RS - 485/RS - 422/CAN收发器的电源供应，为通信设备提供稳定的隔离电源，保障通信的可靠性。

电源启动偏置和栅极驱动

在电源启动过程中提供必要的偏置电压，同时为栅极驱动电路提供合适的电源，确保电路的正常启动和运行。

隔离传感器接口

为隔离传感器提供隔离电源，减少外界干扰，提高传感器的测量精度和稳定性。

工业PLC

在工业可编程逻辑控制器（PLC）中，ADuM5020和ADuM5028可以为不同模块提供隔离电源，增强系统的抗干扰能力和安全性。

设计注意事项

PCB布局

在PCB布局方面，需要在输入和输出电源引脚进行电源旁路。在VDDP引脚和GND引脚之间、VISO引脚和GNDISO引脚之间需要使用低等效串联电阻（ESR）的0.1 µF旁路电容，且要尽量靠近芯片焊盘。为了有效抑制噪声和减少纹波，建议使用0.1 µF和10 µF的电容并联组合，其中0.1 µF的电容应具有低ESR，如陶瓷电容，并且其两端与电源引脚之间的总引线长度不得超过2 mm。

电磁干扰（EMI）抑制

由于转换器工作在高频状态，会产生高频电流，可能会在电路板的接地和电源平面中传播。为了降低电磁辐射，可以在VISO和GNDISO引脚串联表面贴装铁氧体磁珠，选择在100 MHz - 1 GHz频率范围内阻抗约为1.8 kΩ的铁氧体磁珠，以减少180 MHz的初级开关频率和360 MHz的次级整流频率及其谐波的辐射。

绝缘寿命

绝缘结构在长时间电压应力作用下会逐渐老化。对于ADuM5020和ADuM5028，需要关注表面跟踪和绝缘磨损两种绝缘老化类型。表面跟踪通过设置最小表面爬电距离来解决，爬电距离取决于工作电压、环境条件和绝缘材料特性。绝缘磨损则与绝缘材料的厚度、特性以及施加的电压应力有关。在实际应用中，需要根据具体的工作电压和波形，通过公式计算交流有效值电压，以评估产品的绝缘寿命是否满足要求。

总结

ADuM5020和ADuM5028凭借其集成的isoPower技术、低辐射性能、多种封装选择以及丰富的安全认证，成为电子工程师在设计隔离式DC - DC电源时的理想选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景，合理进行PCB布局、抑制EMI，并关注绝缘寿命等问题，以充分发挥这两款产品的性能优势。大家在使用过程中遇到过哪些有趣的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。