概述
ADuM5400是一款四通道數(shù)字隔離器，集成isoPower^?^ 隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器。該DC-DC轉(zhuǎn)換器基于ADI公司的iCoupler ^?^ 技術(shù)，采用5.0 V輸入和輸出電壓時(shí)，可提供高達(dá)500 mW的穩(wěn)壓隔離功率。在低功耗隔離設(shè)計(jì)中，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。

ADuM5400隔離器提供四個(gè)獨(dú)立的隔離通道，分為兩種速度等級(jí)（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)。有關(guān)電路板布局建議的詳細(xì)信息，請(qǐng)參考應(yīng)用筆記。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADUM5400集成DC DC轉(zhuǎn)換器的四通道隔離器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• RS-232/RS-422/RS-485收發(fā)器
• 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)隔離
• 電源啟動(dòng)偏置和柵極驅(qū)動(dòng)
• 隔離傳感器接口
• 工業(yè)PLC

特性

• 集成isoPower的隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器
• 5 V穩(wěn)壓輸出
• 500 mW 輸出功率
• 四個(gè)DC-25 Mbps (NRZ)信號(hào)隔離通道
• 施密特觸發(fā)器輸入
• 16引腳SOIC封裝，爬電距離大于8 mm
• 工作溫度最高可達(dá)105°C

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

應(yīng)用信息

ADuM5400的直流-直流轉(zhuǎn)換器部分基于大多數(shù)開(kāi)關(guān)電源通用的原理工作。它采用帶有次級(jí)側(cè)控制器架構(gòu)，具備隔離脈沖寬度調(diào)制（PWM）反饋。**V_{DD1}**電源為振蕩電路供電，該電路驅(qū)動(dòng)芯片級(jí)空芯變壓器中的電流切換。功率被傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè)，經(jīng)整流并調(diào)節(jié)為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(zhuān)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。

ADuM5400在**V_{DD1}**電源輸入上實(shí)現(xiàn)了欠壓鎖定（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。

印刷電路板布局

ADuM5400數(shù)字隔離器是集成了0.5W 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13）。注意，在Pin 1和Pin 2之間、距離芯片焊盤(pán)2mm范圍內(nèi)，需要一個(gè)低等效串聯(lián)電阻（ESR）的去耦電容。

ADuM5400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，這些瞬變必須在多個(gè)工作頻率下進(jìn)行抑制。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，以便在625kHz頻率下實(shí)現(xiàn) bulk 電流調(diào)節(jié)。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)。對(duì)于V_{DD1}，推薦的電容值為0.01μF和0.1μF 。較小的電容必須具有低ESR，例如，建議使用陶瓷電容。

低ESR電容兩端與輸入電源引腳之間的總引線(xiàn)長(zhǎng)度必須不超過(guò)2mm 。安裝引線(xiàn)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與Pin 8以及Pin 9與Pin 16之間進(jìn)行走線(xiàn)。

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10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。

ADuM5400是功率器件，滿(mǎn)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13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。

電磁干擾（EMI）考慮

ADuM5400組件的直流-直流轉(zhuǎn)換器部分必須以非常高的頻率運(yùn)行，以便通過(guò)小型變壓器實(shí)現(xiàn)高效功率傳輸。這會(huì)產(chǎn)生高頻電流，這些電流會(huì)在電路板走線(xiàn)中傳播并產(chǎn)生邊緣輻射和功率電流，從而在初級(jí)和次級(jí)接地層之間形成偶極子。對(duì)于使用接地外殼的應(yīng)用，推薦使用接地外殼。若無(wú)法使用接地外殼，應(yīng)遵循良好的射頻（RF）設(shè)計(jì)規(guī)范。電路板布局建議請(qǐng)參見(jiàn)AN-0971《應(yīng)用筆記》。