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ADuM6200/ADuM6201/ADuM6202集成DC/DC轉(zhuǎn)換器的雙通道5KV隔離器技術(shù)手冊(cè)

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概述
ADuM6200/[ADuM6201]/[ADuM6202]均為雙通道數(shù)字隔離器,集成 isoPower ^?^ 隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器。該DC/DC轉(zhuǎn)換器。該DC/DC轉(zhuǎn)換器基于ADI公司的iCoupler ^?^ 技術(shù),采用5.0 V(5.0V輸入電源)或3.3 V電壓(3.3V電源)時(shí),可提供高達(dá)400 mW的穩(wěn)壓隔離功率;功率水平如數(shù)據(jù)手冊(cè)的表1所示。在低功耗隔離設(shè)計(jì)中,這些器件無(wú)需使用單獨(dú)的隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器。利用iCoupler芯片級(jí)變壓器技術(shù),能夠隔離邏輯信號(hào)和DC/DC轉(zhuǎn)換器的磁性元件。因此,可提供小尺寸、完全隔離的解決方案。ADuM6200/ADuM6201/ADuM6202隔離器提供兩個(gè)獨(dú)立的隔離通道,支持多種通道配置和數(shù)據(jù)速率(更多信息請(qǐng)參考“訂購(gòu)指南”)。isoPower利用高頻開(kāi)關(guān)元件,通過(guò)其變壓器傳輸功率。設(shè)計(jì)印刷電路板(PCB)布局時(shí)應(yīng)特別小心,必須符合相關(guān)輻射標(biāo)準(zhǔn)。
數(shù)據(jù)表:*附件:ADuM6200 ADuM6201 ADuM6202集成DC DC轉(zhuǎn)換器的雙通道5KV隔離器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

特性

  • isoPower 集成隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器
  • 5 V或3.3 V調(diào)節(jié)輸出
  • 最高400 mW輸出功率
  • 兩個(gè)DC至25 Mbps (NRZ)信號(hào)隔離通道
  • 16引腳SOIC封裝,爬電距離為7.6 mm
  • 工作溫度最高可達(dá)105°C(最大值)
  • 高共模瞬變抗擾度:>25 kV/μs
  • 安全和法規(guī)認(rèn)證
    UL認(rèn)證(申請(qǐng)中)
    1分鐘5000 V rms,符合UL 1577標(biāo)準(zhǔn)
  • CSA 元件驗(yàn)收通知#5A
    IEC 60601-1: 125 V rms
    IEC 60950-1: 380 V rms
  • VDE 合格證書(shū)(申請(qǐng)中)
    IEC 60747-5-2 (VDE 0884 Part 2):2003-01
    VIORM = 846 V 峰值

框圖
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引腳配置描述
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典型性能特征
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應(yīng)用信息

ADuM620x的直流-直流轉(zhuǎn)換器部分的工作原理與大多數(shù)開(kāi)關(guān)電源相同。它采用帶有隔離脈沖寬度調(diào)制(PWM)反饋的次級(jí)側(cè)控制器。輸入功率(V_{DD1})通過(guò)振蕩電路提供給芯片級(jí)空芯變壓器,該電路驅(qū)動(dòng)集成的初級(jí)側(cè)開(kāi)關(guān)。功率被傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè),在那里被整流并調(diào)節(jié)為3.3V或5V。次級(jí)側(cè)(V_{ISO})控制器通過(guò)創(chuàng)建PWM控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)輸出,該信號(hào)通過(guò)專用的iCoupler數(shù)據(jù)通道發(fā)送到初級(jí)側(cè)(**V_{DD1}**側(cè))。PWM調(diào)制振蕩電路以將功率傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè)。反饋可顯著提高功率和效率。

ADuM620x在**V_{DD1}**功率輸入上實(shí)現(xiàn)欠壓鎖定(UVLO),具有遲滯特性。此功能可確保在輸入功率噪聲大或功率上升速率慢時(shí),轉(zhuǎn)換器不會(huì)誤振蕩。

ADuM620x可接受外部調(diào)節(jié)控制信號(hào)(R_{COUT}),該信號(hào)可連接到其他iPower設(shè)備。此功能允許單個(gè)調(diào)節(jié)器控制多個(gè)電源模塊而不會(huì)產(chǎn)生干擾。當(dāng)從主電源模塊接受控制時(shí),**V_{ISO}**引腳可連接在一起,從而使電源無(wú)縫協(xié)同工作。ADuM620x只能調(diào)節(jié)自身或接受來(lái)自另一個(gè)設(shè)備(在其產(chǎn)品系列中)的調(diào)節(jié)(從設(shè)備);它無(wú)法向其他設(shè)備提供調(diào)節(jié)信號(hào)。

印刷電路板布局

ADuM620x數(shù)字隔離器是集成了0.4W iPower的直流-直流轉(zhuǎn)換器,邏輯接口無(wú)需外部接口電路。輸入和輸出電源引腳處需要電源去耦(見(jiàn)圖23)。注意,在Pin 1和Pin 2(用于V_{DD1})以及Pin 15和Pin 16(用于V_{ISO})之間需要低等效串聯(lián)電阻(ESR)的去耦電容,且應(yīng)盡可能靠近引腳放置。

ADuM620x的功率供應(yīng)部分使用180MHz的振蕩器頻率通過(guò)其芯片級(jí)變壓器高效地為數(shù)據(jù)部分供電。此外,iCoupler的數(shù)據(jù)部分正常工作會(huì)在功率供應(yīng)引腳上引入開(kāi)關(guān)瞬變。多個(gè)工作頻率需要去耦電容。噪聲抑制需要低電感、高頻電容,而紋波抑制和適當(dāng)調(diào)節(jié)需要大容量電容。這些電容最方便地連接在Pin 1和Pin 2(用于V_{DD1})以及Pin 15和Pin 16(用于V_{ISO})之間。

為了抑制噪聲和減少紋波,至少需要兩個(gè)電容并聯(lián)。推薦的電容值為0.1μF和10μF,分別用于V_{DD1}V_{ISO}。建議使用低ESR的小電容,例如陶瓷電容。

低ESR電容兩端與輸入電源引腳之間的總引線長(zhǎng)度必須不超過(guò)2mm。安裝引線長(zhǎng)度超過(guò)2mm的去耦電容可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)耦合。除非兩個(gè)公共接地引腳在封裝附近連接在一起,否則應(yīng)在Pin 1和Pin 8(GND_{1})以及Pin 9和Pin 16(GND_{ISO})之間進(jìn)行走線。

image.png

在涉及高共模瞬變的應(yīng)用中,確保電路板布局(跨隔離柵)的設(shè)計(jì)使耦合最小化。此外,電路板布局應(yīng)設(shè)計(jì)為:在給定的器件側(cè),任何產(chǎn)生的耦合都能均勻影響所有引腳。若不這樣做,可能會(huì)導(dǎo)致引腳間出現(xiàn)電壓差,超過(guò)表19中規(guī)定的器件絕對(duì)最大額定值,進(jìn)而致使器件閂鎖和/或永久損壞。

ADuM620x是一種功率器件,滿負(fù)載且以最大速度運(yùn)行時(shí)約耗散1W功率。由于無(wú)法對(duì)隔離器件應(yīng)用散熱器,器件的熱性能主要取決于通過(guò)GND引腳到PCB的熱傳導(dǎo)。如果器件在高環(huán)境溫度下使用,需提供備用。圖23中的電路板布局顯示了Pin 8(GND_{1})和Pin 9(GND_{ISO})的擴(kuò)大焊盤(pán)。應(yīng)實(shí)施從焊盤(pán)到地平面的多個(gè)過(guò)孔,以顯著降低芯片內(nèi)部的溫度。擴(kuò)大的焊盤(pán)尺寸由設(shè)計(jì)師決定,并取決于可用的電路板空間。

啟動(dòng)行為

ADuM620x器件不含軟啟動(dòng)電路。因此,在設(shè)計(jì)該器件時(shí),必須考慮啟動(dòng)電流和電壓行為。

當(dāng)向**V_{DD1}施加電源時(shí),輸入開(kāi)關(guān)電路開(kāi)始工作。當(dāng)達(dá)到UVLO最小電壓時(shí),開(kāi)關(guān)電流驅(qū)動(dòng)輸出電源,直到達(dá)到調(diào)節(jié)電壓,此時(shí)PWM控制開(kāi)始工作。達(dá)到調(diào)節(jié)電壓所需的電流和時(shí)間取決于負(fù)載和V_{DD1}**壓擺率。

對(duì)于快速**V_{DD1}**壓擺率(200μs或更短),峰值電流可達(dá)到100mA(**V_{DD1}**為5V時(shí))。輸入電壓上升越快,輸出電壓上升越快,因此峰值電流與最大輸入電壓成正比。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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