中文数据手册

集成DC/DC转换器的
四通道隔离器
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
特性
OSC
VIB/VOB 4
VIC/VOC 5
16 VISO
15 GNDISO
14 VOA/VIA
4 CHANNEL iCOUPLER CORE
13 VOB/VIB
ADuM5401/ADuM5402/
ADuM5403/ADuM5404
12 VOC/VIC
VOD 6
11 VID
RCOUT 7
10 VSEL
GND1 8
9
GNDISO
图1. ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
VIB
VIC
VOD
3
ADuM5401
14
4
13
5
12
6
11
VOA
VOB
VOC
VID
06577-100
VIA
图2. ADuM5401
VIA
VIB
概述
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM54041均为集成
isoPower®隔离式DC/DC转换器的四通道数字隔离器。该
DC-DC转换器基于ADI公司的iCoupler®技术.采用5.0 V(5.0V
输入电源)或3.3 V电压(3.3V电源)时,可提供最高500 mW调
节隔离功率，从而在低功耗隔离设计中，无需使用单独的
隔离DC-DC转换器。利用iCoupler芯片级变压器技术，能
够同时隔离逻辑信号和DC/DC转换器的磁性元件，因此可
提供小尺寸、完全隔离的解决方案。
VOD
isoPower利用高频开关元件，通过其变压器传输功率。设
计印刷电路板(PCB)布局时应特别小心，必须符合相关辐
射标准。关于电路板布局考量因素的详细信息，请参考应
用笔记AN-0971。
REG
06577-001
VIA/VOA 3
VOC
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404隔离器提供
4个独立的隔离通道，支持多种不同的通道配置和数据速
率(更多信息请参考“订购指南”)。
RECT
3
ADuM5402
14
4
13
5
12
6
11
VOA
VOB
VIC
VID
06577-101
RS-232/RS-422/RS-485收发器
工业现场总线隔离
电源启动偏置和栅极驱动
隔离传感器接口
工业PLC
VDD1 1
GND1 2
图3. ADuM5402
VIA
VOB
VOC
VOD
3
ADuM5403
14
4
13
5
12
6
11
VOA
VIB
VIC
VID
06577-102
应用
功能框图
图4. ADuM5403
VOA
VOB
VOC
3
ADuM5404
14
4
13
5
12
6
11
VOD
VIA
VIB
VIC
VID
06577-103
集成isoPower的隔离式DC/DC转换器
3.3 V或5.0 V稳压输出
最高500 mW输出功率
四个DC-25 Mbps(NRZ)信号隔离通道
施密特触发器输入
16引脚SOIC封装，爬电距离 大于8.0 mm
工作温度最高可达105°C
高共模瞬变抗扰度：>25 kV/µs
安全和法规认证
UL认证
2500 V rms(1分钟)，符合UL 1577标准
CSA元件验收通知#5A(申请中)
符合VDE标准证书(申请中)
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12
VIORM = 560 V峰值
图5. ADuM5404
受美国专利第5,952,849号、6,873,065号、6,903,578号和7,075,329号保护，
其它专利正在申请中。
1
Rev. A
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ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供
的最新英文版数据手册。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
引脚配置和功能描述 ..................................................................10
目录
特性 ................................................................................................1
应用 ................................................................................................1
概述 ................................................................................................1
功能框图 ........................................................................................1
修订历史 ........................................................................................2
技术规格 ........................................................................................3
电气特性—5 V原边输入电源/
5 V副边隔离电源 ....................................................................3
电气特性—3.3 V原边输入电源/
3.3 V副边隔离电源..................................................................5
封装特性 ....................................................................................7
法规认证 ....................................................................................7
隔离和安全相关特性 ..............................................................7
DIN V VDE V 0884-10(VDE V 0884-10)
隔离特性 ....................................................................................8
真值表 ............................................................................................13
典型工作特性 ..............................................................................14
术语 ................................................................................................16
应用信息 ........................................................................................17
PCB布局 ........................................................................................17
热分析 ............................................................................................18
EMI考虑 ........................................................................................18
传播延迟相关参数 ......................................................................18
直流正确性和磁场抗扰度 ........................................................18
功耗 ................................................................................................19
电源考虑 ........................................................................................20
提高可用功率 ..............................................................................20
隔离寿命 ........................................................................................21
外形尺寸 ........................................................................................22
订购指南 ........................................................................................22
建议工作条件 ..........................................................................8
绝对最大额定值 ..........................................................................9
ESD警告 ....................................................................................9
修订历史
2008年11月—修订版0至修订版A
2008年5月—修订版0：初始版
更改图1和概述部分 ....................................................................1
更改表1 ..........................................................................................3
更改表2 ..........................................................................................5
更改表4 ..........................................................................................7
更改表6和表7 ..............................................................................8
更改表8和表9 ..............................................................................9
更改图7和表10 ............................................................................10
更改图8和表11 ............................................................................11
更改图9和表12 ............................................................................12
更改图10和表13 ..........................................................................13
移动真值表部分 ..........................................................................13
更改应用信息部分和PCB布局部分 ........................................17
更改直流正确性和磁场抗扰度部分........................................18
更改电源考虑部分 ......................................................................20
增加“提高可用功率”部分、表15和表16 ................................20
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
技术规格
电气特性—5 V原边输入电源/5 V副边隔离电源
4.5 V ≤ VDD1 ≤ 5.5 V，VSEL = VISO；各电压均参照其各自的地。除非另有说明，所有最小值/最大值规格适用于整个推荐的工作范
围。所有的典型值规格在TA = 25°C、VDD1 = 5.0 V、VSEL = VISO条件下测得。
表1
参数
符号
最小值
DC/DC转换器电源
设定点
电压调整率
负载调整率
输出纹波
VISO
VISO(LINE)
VISO(LOAD)
VISO(RIP)
4.7
输出噪声
开关频率
脉宽调制频率
DC至2 Mbps数据速率1
最大输出电源电流2
VISO(N)
fOSC
fPWM
IISO(MAX)
典型值
5.0
1
1
75
最大值
单位
测试条件/注释
5.4
V
mV/V
%
mV p-p
IISO= 0 mA
IISO= 50 mA，VDD1= 4.5 V至5.5 V
IISO= 10 mA至90 mA
20 MHz带宽，CBO= 0.1 μF || 10 μF，
IISO= 90 mA
CBO= 0.1 μF || 10 μF, IISO= 90 mA
5
200
180
625
mV p-p
MHz
kHz
100
mA
34
最大输出电源电流时的效率3
%
IDD1电源电流，无VISO负载
IDD1(Q)
19
IDD1电源电流，满VISO负载
IDD1(MAX)
290
mA
ADuM5401
68
mA
ADuM5402
71
mA
ADuM5403
75
mA
ADuM5404
78
mA
87
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
85
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
83
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
81
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
2.7
2.4
0.3
V
V
V
25 Mbps数据速率(仅CRWZ级)
IDD1电源电流，无VISO负载
可用VISO电源电流4
mA
IDD1(D)
IISO(LOAD)
ADuM5401
ADuM5402
ADuM5403
ADuM5404
欠压闭锁，VDD1、VDDL和VISO电源
趋正阈值
趋负阈值
迟滞
30
VISO> 4.5 V，DC至1 MHz
逻辑信号频率
IISO= 100 mA，DC至1 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，DC至1 MHz
逻辑信号频率
CL= 0 pF，DC至1 MHz逻辑信号频
率，VDD= 4.5 V，IISO= 100 mA
VUV+
VUV−
VUVH
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IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
参数
符号
最小值
−20
逻辑高电平输入阈值
IIA, IIB,
IIC, IID
VIH
逻辑低电平输入阈值
VIL
逻辑高电平输出电压
RCOUT,
VOAH, VOBH,
VOCH, VODH
iCOUPLER数据通道
I/O输入电流
逻辑低电平输出电压
交流规格
仅ARWZ级
最小脉冲宽度
最大数据速率
传播延迟
脉冲宽度失真，|tPLH− tPHL|
传播延迟偏斜
通道间匹配
仅CRWZ级
最小脉冲宽度
最大数据速率
传播延迟
脉冲宽度失真，|tPLH− tPHL|
温度变化率
传播延迟偏斜
通道间匹配，同向通道
通道间匹配，反向通道
所有型号
输出上升/下降时间(10%至90%)
逻辑高电平输出时的共模瞬变抗扰度
典型值
+0.01
最大值
+20
单位
µA
V
0.7 × VISO,
0.7 × VIDD1
0.3 × VISO,
0.3 × VIDD1
V
VDD1 − 0.3,
VISO − 0.3
5.0
V
IOx= −20 μA, VIx= VIxH
VDD1 − 0.5,
VISO − 0.5
4.8
V
IOx= −4 mA, VIx= VIxH
RCOUT,
VOAL, VOBL,
VOCL, VODL
0.0
0.1
V
IOx= 20 μA, VIx= VIxL
0.0
0.4
V
IOx= 4 mA, VIx= VIxL
1000
ns
Mbps
ns
ns
ns
ns
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
PW
1
tPHL, tPLH
PWD
tPSK
tPSKCD/tPSKOD
55
PW
100
40
50
50
40
tPSK
tPSKCD
15
6
ns
Mbps
ns
ns
ps/°C
ns
ns
tPSKOD
15
ns
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
VIx = VDD或VISO，VCM = 1000 V，瞬
变幅度 = 800 V
VIx = 0 V,VCM = 1000 V,瞬变幅度 =
800 V
25
tPHL, tPLH
PWD
45
60
6
5
tR/tF
|CMH|
25
2.5
35
ns
kV/µs
逻辑低电平输出时的共模瞬变抗扰度 |CML|
25
35
kV/µs
1.0
Mbps
刷新速率
测试条件/注释
fr
1 所有四个通道的电源电流值贡献以相同数据速率合并。
2 当所有数据速率均低于2 Mbps时，VISO电源电流可供外部使用。当数据速率高于2 Mbps时，数据I/O通道汲取与数据速率成正比的额外电流。以给定数
据速率工作的各通道所消耗的额外电源电流可按照功耗部分所述进行计算。必须将动态I/O通道负载视作外部负载，并包括在VISO功耗预算中。
3 数据通道静态工作的功耗需求不能与电源部分分开。效率要考虑I/O通道的静态功耗，它是内部功耗的一部分。
4 此电流可用于驱动VISO引脚上的外部负载。同时以25 Mbps的最大数据速率驱动所有通道，满容性负载表示最大动态负载条件。有关低于最大数据速率
时的可用电流计算，请参考功耗部分。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
电气特性—3.3 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源
3.0 V ≤ VDD1 ≤ 3.6 V，VSEL = GNDISO；各电压均参照其各自的地。除非另有说明，所有最小值/最大值规格适用
于整个推荐的工作范围。所有的典型值规格在TA = 25°C、VDD1 = 3.3 V、VISO = 3.3 V、VSEL = GNDISO条件下测
得。
表2
参数
DC/DC转换器电源
设定点
电压调整率
负载调整率
输出纹波
输出噪声
开关频率
脉宽调制频率
DC至2 Mbps数据速率1
最大输出电源电流2
符号
最小值
VISO
VISO(LINE)
VISO(LOAD)
VISO(RIP)
3.0
VISO(N)
fOSC
fPWM
IISO(MAX)
最大输出电源电流时的效率3
典型值
最大值
单位
测试条件/注释
3.6
V
mV/V
%
mV p-p
IISO= 0 mA
IISO= 30 mA，VDD1= 3.0 V至3.6 V
IISO= 6 mA至54 mA
20 MHz带宽，CBO= 0.1 μF || 10 μF，
IISO= 54 mA
CBO= 0.1 μF || 10 μF, IISO= 54 mA
3.3
1
1
50
5
130
180
625
mV p-p
MHz
kHz
60
mA
36
%
IDD1电源电流，无VISO负载
IDD1(Q)
14
IDD1电源电流，满VISO负载
IDD1(MAX)
175
mA
44
mA
ADuM5402
46
mA
ADuM5403
47
mA
51
mA
25 Mbps数据速率时的功耗
25 Mbps数据速率(仅CRWZ级)
IDD1电源电流，无VISO负载
ADuM5401
20
mA
VISO> 3.0 V，DC至1 MHz
逻辑信号频率
IISO= 60 mA，DC至1 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，DC至1 MHz
逻辑信号频率
CL= 0 pF，DC至1 MHz逻辑信号频
率，VDD= 3.0 V，IISO= 60 mA
IDD1(D)
ADuM5404
4
可用VISO电源电流
IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
IISO= 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz
逻辑信号频率
ADuM5401
IISO(LOAD)
42
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
ADuM5402
IISO(LOAD)
41
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
ADuM5403
IISO(LOAD)
39
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
ADuM5404
IISO(LOAD)
38
mA
CL= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率
VUV+
VUV−
VUVH
2.7
2.4
0.3
V
V
V
欠压闭锁，VDD1、VDDL和VISO电源
趋正阈值
趋负阈值
迟滞
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
参数
符号
最小值
iCOUPLER数据通道
I/O输入电流
逻辑高电平输入阈值
IIA, IIB, IIC, IID,
VIH
−10
0.7 × VISO,
0.7 × VIDD1
逻辑低电平输入阈值
VIL
逻辑高电平输出电压
RCOUT,
VOAH, VOBH,
VOCH, VODH
逻辑低电平输出电压
交流规格
仅ARWZ级
最小脉冲宽度
最大数据速率
传播延迟
脉冲宽度失真，|tPLH− tPHL|
传播延迟偏斜
通道间匹配
仅CRWZ级
最小脉冲宽度
最大数据速率
传播延迟
脉冲宽度失真，|tPLH− tPHL|
温度变化率
传播延迟偏斜
通道间匹配，同向通道
通道间匹配，反向通道
所有型号
输出上升/下降时间(10%至90%)
逻辑高电平输出时的共模瞬变
抗扰度
逻辑低电平输出时的共模瞬变
抗扰度
刷新速率
典型值
+0.01
最大值
单位
+10
µA
V
0.3 × VISO,
0.3 × VIDD1
V
测试条件/注释
VDD1 − 0.3,
VISO − 0.3
3.3
V
IOx= −20 μA, VIx= VIxH
VDD1 − 0.5,
V1SO − 0.5
3.1
V
IOx= −4 mA, VIx= VIxH
RCOUT,
VOAL, VOBL,
VOCL, VODL
0.0
0.1
V
IOx= 20 μA, VIx= VIxL
0.0
0.4
V
IOx= 4 mA, VIx= VIxL
1000
ns
Mbps
ns
ns
ns
ns
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
PW
1
tPHL, tPLH
PWD
tPSK
tPSKCD/tPSKOD
60
PW
100
40
50
50
40
tPSK
tPSKCD
45
6
ns
Mbps
ns
ns
ps/°C
ns
ns
tPSKOD
15
ns
CL= 15 pF，CMOS信号电平
CL= 15 pF，CMOS信号电平
VIx = VDD或VISO，VCM = 1000 V，瞬
变幅度 = 800 V
VIx = 0 V,VCM = 1000 V,瞬变幅度 =
800 V
25
tPHL, tPLH
PWD
45
60
6
5
tR/tF
|CMH|
25
2.5
35
ns
kV/µs
|CML|
25
35
kV/µs
1.0
Mbps
fr
1 所有四个通道的电源电流值贡献以相同数据速率合并。
2 当所有数据速率均低于2 Mbps时，VISO电源电流可供外部使用。当数据速率高于2 Mbps时，数据I/O通道汲取与数据速率成正比的额外电流。以给定数
据速率工作的各通道所消耗的额外电源电流可按照功耗部分所述进行计算。必须将动态I/O通道负载视作外部负载，并包括在VISO功耗预算中。
3 数据通道静态工作的功耗需求不能与电源部分分开。效率要考虑I/O通道的静态功耗，它是内部功耗的一部分。
4 此电流可用于驱动VISO引脚上的外部负载。同时以25 Mbps的最大数据速率驱动所有通道，满容性负载表示最大动态负载条件。有关低于最大数据速率
时的可用电流计算，请参考功耗部分。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
封装特性
表3
参数
符号
RI-O
CI-O
CI
θJA
电阻(输入至输出)1
电容(输入至输出)1
输入电容2
IC结至环境热阻
典型值
1012
2.2
4.0
45
单位
Ω
pF
pF
°C/W
测试条件
f = 1 MHz
热电偶位于封装底部中心，利用细走线的4层电路
板进行测试3
1
假设器件为双端器件：引脚1与引脚8短路，引脚9与引脚16短路。
输入电容是从任意输入数据引脚到地的容值。
3
热模型定义见热分析部分。
2
法规认证
表4
UL
CSA（申请中）
VDE（申请中）
UL1577器件认可程序认可1
单一保护，2500 V rms隔离电压
CSA元件验收通知#5A批准
文件E214100
文件205078
DIN V VDE V 0884-10(VDE V 0884加强绝缘符合CSA 60950-1-03和IEC 60950-1标准， 10):2006-12认证2
400 V均方根值(566 V峰值)最大工作电压
加强绝缘，560 V峰值
文件2471900-4880-0001
1 依据UL1577, 每个ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404器件都经过1秒钟绝缘测试电压≥3000 V rms的验证测试(漏电流检测限值为10 μA)。
2 依据DIN V VDE V 0884-10，每个ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404器件都经过1秒钟绝缘测试电压≥1050 V峰值的验证测试(局部放电检测限值为5 pC)。
器件标识中的星号(*)表示通过DIN V VDE V 0884-10认证。
隔离和安全相关特性
表5
参数
额定电介质隔离电压
最小外部气隙(间隙)
最小外部爬电距离
符号
单位
V rms
mm
持续1分钟
L(I01)
值
2500
>8.0
L(I02)
>8.0
mm
测量输入端至输出端，沿壳体最短距离
CTI
0.017
>175
IIIa
mm 最小值
V
最小内部间隙
漏电特性 (相对漏电指数)
隔离组
测试条件/注释
测量输入端至输出端，空气最短距离
隔离距离
DIN IEC 112/VDE 0303, Part 1
材料组(DIN VDE 0110，1/89，表1)
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10)隔离特性
这些隔离器适合安全限制数据范围内的加强电气隔离。通过保护电路保持安全数据。封装上的星号(*)标志表示通过DIN V
VDE V 0884-10认证。
表6
描述
条件
DIN VDE 0110装置分类
额定电源电压≤ 150 V rms
额定电源电压≤ 300 V rms
额定电源电压≤ 400 V rms
环境分类
污染度(DIN VDE 0110，表1)
最大工作绝缘电压
输入至输出测试电压，方法b1
VIORM× 1.875 = VPR，100%生产测试，tm= 1秒，
局部放电< 5 pC
输入至输出测试电压，方法a
符号
特性
单位
VIORM
VPR
I to IV
I to III
I to II
40/105/21
2
560
1050
V 峰值
V 峰值
896
672
V 峰值
V 峰值
VTR
4000
V 峰值
TS
IS1
RS
150
555
>109
°C
mA
Ω
VPR
VIORM× 1.6 = VPR，tm= 60秒，局部放电< 5 pC
VIORM× 1.2 = VPR，tm= 60秒，局部放电< 5 pC
跟随环境测试，子类1
跟随输入和/或安全测试，子类2和子类3
最高允许过压
瞬变过压，tTR= 10秒
出现故障时允许的最大值(见图6)
安全限值
壳温
第1侧IDD1电流
VIO= 500 V
在TS的绝缘电阻
500
400
300
200
100
0
0
50
100
150
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
200
06577-002
SAFE OPERATING VDD1 CURRENT (mA)
600
图6. 热减额曲线，依据DIN EN 60747-5-2获得的安全限值与壳温的关系
建议工作条件
表7
参数
工作温度1
电源电压2
VDD1 @ VSEL= 0 V
VDD1 @ VSEL= VISO
最小负载3
符号
TA
最小值
−40
最大值
+85
单位
°C
VDD1
VDD1
IISO(MIN)
3.0
4.5
10
3.6
5.5
V
V
mA
1
在105°C工作时需要降低最大负载电流，如表8所示。
所有电压均参照其各自的地。
3
如果外部负载小于额定值，电源PWM可能会产生过大的开关噪声，从而造成数据完整性问题。
2
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
绝对最大额定值
除非另有说明，TA = 25°C。
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。
表8
参数
额定值
存储温度(TST)
工作环境温度(TA)
电源电压(VDD, VISO)1
VISO电源电流2
TA= −40°C至+85°C
TA= −40°C至+105°C
输入电压(VIA,VIB, VIC, VID, VSEL)1, 3
输出电压(RCOUT,VOA, VOB, VOC, VOD)1, 3
每个数据输出引脚的平均输出电流4
−55°C至+150°C
−40°C至+105°C
−0.5 V至+7.0 V
共模瞬变5
−100 kV/μs至+100 kV/μs
100 mA
60 mA
−0.5 V至VDDI + 0.5 V
−0.5 V至VDDO + 0.5 V
−10 mA至+10 mA
ESD警告
ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽管本
产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量ESD时，器
件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD防范措施，以避
免器件性能下降或功能丧失。
1 所有电压均参照其各自的地。
2 VISO提供VISO I/O通道上的直流和动态负载电流。确定总VISO电源电流时，必须包括此电
流。当环境温度为85°C至105°C时，须降低最大允许电流。
3 VDDI和VDDO分别指给定通道的输入端和输出端的电源电压。参见PCB布局部分。
4 不同温度下的最大额定电流值参见图6。
5 指隔离栅上的共模瞬变。超过绝对最大额定值的共模瞬变可能导致闩锁或永久损坏。
表9. 支持最短50年寿命的最大连续工作电压1
参数
交流电压
加强绝缘
单极性交流电压
基本绝缘
加强绝缘
直流电压
基本绝缘
加强绝缘
最大值
单位
参考标准
424
V 峰值
所有认证工作电压
600
560
V 峰值
V 峰值
IEC 60950-1工作电压
VDE V 0884-10工作电压
600
560
V 峰值
V 峰值
IEC 60950-1工作电压
VDE V 0884-10工作电压
1 指隔离栅上的连续电压幅度。详情见隔离寿命部分。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
引脚配置和功能描述
VDD1 1
16
VISO
GND1 2
15
GNDISO
VIA 3
14
VOA
VIC 5
ADuM5401
13 VOB
TOP VIEW
(Not to Scale) 12 VOC
VOD 6
11
VID
RCOUT 7
10
VSEL
GND1 8
9
GNDISO
06577-004
VIB 4
图7. ADuM5401引脚配置
表10. ADuM5401引脚功能描述
引脚编号 引脚名称
1
VDD1
2, 8
GND1
描述
原边电源电压 ，3.0 V至5.5 V。
地1。隔离器原边的参考地 。引脚2与引脚8内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
VIA
VIB
VIC
VOD
RCOUT
逻辑输入A。
9, 15
GNDISO
隔离器第2侧的参考地。引脚9与引脚15内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
10
11
12
13
14
16
VSEL
VID
VOC
VOB
VOA
VISO
3
4
5
6
7
逻辑输入B。
逻辑输入C。
逻辑输出D。
调节控制输出。此引脚连接到isoPower从机的RCIN，以便ADuM5401能控制从机的调节功能。
输出电压选择。VSEL= VISO时，VISO设定点为5.0 V。VSEL= GNDISO时，VISO设定点为3.3 V。
逻辑输入D。
逻辑输出C。
逻辑输出B。
逻辑输出A。
用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
VDD1 1
16
VISO
GND1 2
15
GNDISO
14
VOA
VIB 4
VOC 5
VOD 6
ADuM5402
13 VOB
TOP VIEW
(Not to Scale) 12 VIC
11 VID
RCOUT 7
10
VSEL
GND1 8
9
GNDISO
06577-005
VIA 3
图8. ADuM5402引脚配置
表11. ADuM5402引脚功能描述
引脚编号 引脚名称
1
VDD1
2, 8
GND1
描述
原边电源 电压，3.0V至5.5V。
地1。隔离器原边的参考地 。引脚2与引脚8内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
3
4
5
6
7
VIA
VIB
VOC
VOD
RCOUT
逻辑输入A。
9, 15
GNDISO
隔离器第2侧的参考地。引脚9与引脚15内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
10
11
12
13
14
16
VSEL
VID
VIC
VOB
VOA
VISO
逻辑输入D。
逻辑输入B。
逻辑输出C。
逻辑输出D。
调节控制输出。此引脚连接到isoPower从机的RCIN，以便ADuM5402能控制从机的调节功能。
输出电压选择。VSEL= VISO时，VISO设定点为5.0 V。VSEL= GNDISO时，VISO设定点为3.3V。
逻辑输入C。
逻辑输出B。
逻辑输出A。
用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
VDD1 1
16
VISO
GND1 2
15
GNDISO
VIA 3
14
VOA
VOC 5
VOD 6
ADuM5403
VIB
TOP VIEW
(Not to Scale) 12 VIC
11 VID
13
RCOUT 7
10
VSEL
GND1 8
9
GNDISO
06577-006
VOB 4
图9. ADuM5403引脚配置
表12. ADuM5403引脚功能描述
引脚编号 引脚名称
1
VDD1
2, 8
GND1
描述
原边电源 电压，3.0 V至5.5 V。
地1。隔离器原边的参考地 。引脚2与引脚8内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
逻辑输入A。
3
4
5
6
7
VIA
VOB
VOC
VOD
RCOUT
9, 15
GNDISO
隔离器第2侧的参考地。引脚9与引脚15内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
10
11
12
13
14
16
VSEL
VID
VIC
VIB
VOA
VISO
逻辑输入D。
逻辑输出B。
逻辑输出C。
逻辑输出D。
调节控制输出。此引脚连接到isoPower从机的RCIN，以便ADuM5403能控制从机的调节功能。
输出电压选择。VSEL= VISO时，VISO设定点为5.0 V。VSEL= GNDISO时，VISO设定点为3.3 V。
逻辑输入C。
逻辑输入B。
逻辑输出A。
用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
VDD1 1
16
VISO
GND1 2
15
GNDISO
VOA 3
14
VIA
VOC 5
ADuM5404
13 VIB
TOP VIEW
(Not to Scale) 12 VIC
VOD 6
11
VID
RCOUT 7
10
VSEL
GND1 8
9
GNDISO
06577-007
VOB 4
图10. ADuM5404引脚配置
表13. ADuM5404引脚功能描述
引脚编号 引脚名称
1
VDD1
2, 8
GND1
描述
原边电源 电压，3.0 V至5.5 V。
地1。隔离器原边的参考地 。引脚2与引脚8内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
3
4
5
6
7
VOA
VOB
VOC
VOD
RCOUT
逻辑输出A。
9, 15
GNDISO
隔离器第2侧的参考地。引脚9与引脚15内部互连。建议将这两个引脚连接到公共地。
10
11
12
13
14
16
VSEL
VID
VIC
VIB
VIA
VISO
逻辑输入D。
逻辑输出B。
逻辑输出C。
逻辑输出D。
调节控制输出。此引脚连接到isoPower从机的RCIN，以便ADuM5404能控制从机的调节功能。
输出电压选择。VSEL= VISO时，VISO设定点为5.0 V。VSEL= GNDISO时，VISO设定点为3.3 V。
逻辑输入C。
逻辑输入B。
逻辑输入A。
用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。
真值表
表14. 真值表(正逻辑)
VIx 输入1
VSEL输入
VDD1状态
VDD1输入 (V)
VISO状态
VISO 输出 (V)
VOx输出1
高
低
高
低
高
低
高
低
高
高
低
低
低
低
高
高
有电
有电
有电
有电
有电
有电
有电
有电
5.0
5.0
3.3
3.3
5.0
5.0
3.3
3.3
有电
有电
有电
有电
有电
有电
有电
有电
5.0
5.0
3.3
3.3
3.3
3.3
5.0
5.0
高
低
高
低
高
低
高
低
1
VIx和VOx指给定通道(A、B、C或D)的输入和输出信号。
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注释
正常工作，数据为高
正常工作，数据为低
正常工作，数据为高
正常工作，数据为低
不推荐使用
不推荐使用
不推荐使用
不推荐使用
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
40
4.0
35
3.5
30
3.0
3.0
2.5
2.5
2.0
2.0
1.5
1.5
25
20
15
3.3V INPUT/3.3V OUTPUT
5V INPUT/5V OUTPUT
3.5
POWER
1.0
1.0
IDD
0.5
0.5
5
0
0.02
0.04
0.06
0.08
OUTPUT CURRENT (A)
0.10
0.12
0
3.0
06577-008
0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
0
6.5
06577-011
10
4.0
POWER (W)
INPUT CURRENT (A)
EFFICIENCY (%)
典型工作特性
INPUT SUPPLY VOLTAGE (V)
图11. 5V输入/5V输出和3.3V输入/3.3V输出的典型电源效率
图14. 典型短路输入电流和功耗与输入电源电压的关
系，VISO 短路至GNDISO
OUTPUT VOLTAGE
(500mV/DIV)
1.0
0.9
0.7
0.6
0.5
10% LOAD
0.3
VDD1 = 5V, VISO = 5V
VDD1 = 3.3V, VISO = 3.3V
0
0
0.02
0.04
0.06
IISO (A)
0.08
0.10
0.12
(100µs/DIV)
06577-009
0.1
06577-012
0.4
0.2
90% LOAD
DYNAMIC LOAD
POWER DISSIPATION (W)
0.8
图12. 数据通道空闲时典型总功耗与IISO 的关系
图15. 典型VISO 瞬态负载响应，5V输出，10%至90%负载阶跃
OUTPUT VOLTAGE
(500mV/DIV)
0.12
0.08
0.04
3.3V INPUT/3.3V OUTPUT
5V INPUT/5V OUTPUT
0.02
0
0
0.05
0.10
0.15
0.20
INPUT CURRENT (A)
0.25
0.30
0.35
图13. 典型隔离输出电源电流IISO 与外部负载的关系，5V
输入/5V输出和3.3V输入/3.3V输出时无动态电流汲取
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10% LOAD
90% LOAD
06577-013
DYNAMIC LOAD
0.06
06577-010
OUTPUT CURRENT (A)
0.10
(100µs/DIV)
图16. 典型瞬态负载响应，3V输出，10%至90%负载阶跃
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
20
5V INPUT/5V OUTPUT
3.3V INPUT/3.3V OUTPUT
SUPPLY CURRENT (mA)
5V OUTPUT RIPPLE (10mV/DIV)
16
12
8
0
BW = 20MHz (400ns/DIV)
0
图17. VISO = 5 V输出电压典型纹波，90%负载
5
10
15
DATA RATE (Mbps)
20
25
06577-017
06577-014
4
图20. 每个反向数据通道的典型ICH 电源
电流（15 pF输出负载）
5
SUPPLY CURRENT (mA)
3.3V OUTPUT RIPPLE (10mV/DIV)
4
3
5V
2
3.3V
0
BW = 20MHz (400ns/DIV)
0
图18. VISO = 3.3 V输出电压典型纹波，90%负载
5
10
15
DATA RATE (Mbps)
20
25
06577-119
06577-015
1
图21. 每路输入的典型IISO(D) 动态电源电流
3.0
20
5V INPUT/5V OUTPUT
3.3V INPUT/3.3V OUTPUT
2.5
SUPPLY CURRENT (mA)
12
8
4
1.5
5V
1.0
3.3V
0
5
10
15
DATA RATE (Mbps)
20
25
0
图19. 每个正向数据通道的典型ICH 电源电
流(15 pF输出负载)
0
5
10
15
DATA RATE (Mbps)
20
图22. 每路输出的典型IISO(D) 动态电源电
流(15 pF输出负载)
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25
06577-118
0
2.0
0.5
06577-016
SUPPLY CURRENT (mA)
16
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
术语
IDD1(Q)
IDD1(Q) 是在VDD1引脚汲取的最小工作电流，测量条件为
VISO处无外部负载，并且I/O引脚以低于2 Mbps的速率工
作，从而无需额外动态电源电流。IDD1(Q)反映最小电流工
作条件。
IDD1(D)
IDD1(D)是同时以25 Mbps的最大数据速率驱动所有通道时
的典型输入电源电流，满容性负载表示最大动态负载条
件。输出端的阻性负载应与动态负载区别对待。
IDD1(MAX)
IDD1(MAX)是满动态VISO负载条件下的输入电流。
tPHL传播延迟
tPHL传播延迟是从VIx信号下降沿的50%水平到VOx信号下
降沿的50%水平的时间。
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tPLH传播延迟
tPLH传播延迟是从VIx信号上升沿的50%水平到VOx信
号上升沿的50%水平的时间。
传播延迟偏斜(tPSK)　t PSK 指器件在建议工作条件范围内的相同工作温
度、电源电压和输出负载下工作时测得的tPHL和/或
tPLH的最差情况偏差。
通道间匹配
通道间匹配指两个通道在相同负载下工作时的传
播延迟之差的绝对值。
最小脉冲宽度
最小脉冲宽度指保证额定脉冲宽度失真的最小脉
冲宽度。
最大数据速率
最大数据速率指保证额定脉冲宽度失真的最快数
据速率。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404DC-DC转换
器部分的工作原理与当今大多数电源相同。它采用副边控
制器结构，集成隔离脉宽调制(PWM)反馈。VDD1为振荡电
路提供电源，该电路将开关电流输入一个芯片级空芯变压
器。传输至副边的电源经过整流并调整到3.3V或5V。副
(VISO)边控制器通过产生PWM控制信号调整输出，该控制
信号通过专用iCoupler数据通道被送到原(VDD1)边。PWM
调制振荡电路来控制传送到副边的功率。通过反馈可以实
现更高的功率和效率。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404提供一个调
节 控 制 输 出 (RC O U T )信 号 ， 可 以 将 该 信 号 连 接 到 其 它
isoPower器件。此特性允许通过一个调节器控制多个电源
模块而不会发生竞争。当存在辅助电源模块时，可以将
VISO引脚连在一起，以用作一个电源。由于只有一条反馈
控制路径，因此电源将无缝地协同工作。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404在VDD1电源
输入上实现了带迟滞的欠压闭锁(UVLO)功能，此功能确
保转换器不会因为高噪声输入电源或者上电斜升速率较慢
而进入振荡状态。
为了获得最佳负载调整率，建议最小负载电流为10 mA。
更小的负载可能会因为PWM脉冲较短或不稳定而在芯片
上产生过大噪声。在某些情况下，这种方式所产生的过大
噪声会破坏数据。
PCB布局
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404数字隔离器
内置0.5W isoPower集成DC-DC转换器，逻辑接口无需外部
接口电路。输入和输出供电引脚需要电源旁路(见图23)。
请注意，引脚1与引脚2之间需要一个低ESR旁路电容，应
使其尽可能靠近芯片焊盘。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的电源部分
采用一个180 MHz的振荡频率通过其芯片级变压器高效地
传输功率。此外，在正常工作模式下iCouple的数据部分在
电源引脚上引入开关瞬变。在多个工作频率下都需要旁路
电容。噪声
抑制需要一个低电感高频电容，纹波抑制和适当的调整则
需要一个大容值的电容。VDD1的旁路电容可以方便地连接
在引脚1和引脚2之间，VISO的旁路电容可以方便地连接在
引脚15和引脚16之间。
为了抑制噪声并降低纹波，至少需要并联两个电容。针对
VDD1，推荐的电容值是0.1 μF和10 μF。较小的电容必须具
有低ESR，建议使用陶瓷电容。
请注意，低ESR电容两端到电源引脚的走线总长不得超过
2mm。如果旁路电容的走线长度超过2 mm，可能会破坏
数据。还应考虑在引脚1与引脚8及引脚9与引脚16之间连
接旁路电容，除非两个公共地引脚靠近封装连在一起。
BYPASS < 2mm
VDD1
VISO
GND1
GNDISO
VIA/VOA
VOA/VIA
VIB/VOB
VOB/VIB
VIC/VOC
VOC/VIC
VID/VOD
VOD/VID
RCOUT
VSEL
GND1
GNDISO
06577-120
应用信息
图23. 推荐的PCB布局
在具有高共模瞬变的应用中，要确保隔离栅两端的电路板
耦合最小。此外，如此设计电路板布局，任何耦合都不会
出现并影响器件侧所有的引脚。如果不满足设计要求，将
会使引脚间的电压差异超过表8规定的绝对最大额定值，
造成器件闩锁和/或永久损坏。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404均为电源器
件，在满负载下以最大速度工作时，功耗约为1W。因为
不可能在隔离器上放置散热器，芯片主要通过GND引脚将
热量耗散到PCB。如果器件应用在高温环境下，需要提供
从GND引脚到PCB地平面的散热路径。图23中的电路板布
局加大了引脚8和引脚9的焊盘。通过焊盘到地平面和电源
平面的大直径过孔降低电感以及噪声的产生。
散热焊盘中的多个过孔可以显著降低芯片内部的温度。扩
大焊盘的尺寸由设计者进行评估并由可用的电路板空间决
定。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
热分析
直流正确性和磁场抗扰度
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404器件内置四
在隔离器输入端的正负逻辑电平转换会使一个很窄的（约
个芯片，附于配有两个芯片贴装焊盘的分离引线框架上。
1ns）脉冲通过变压器被送到解码器。解码器是双稳态
为了热分析的目的，它被视为一个热单元，其最高结温表
的，因此可以被这个脉冲置位或复位，表示输入逻辑的转
现为表3中θJA的值。θJA的值是将器件焊接到具有精细走
换。在输入端没有大于1
线的JEDEC标准4层电路板上，在静止空气中测量的。在正
表示输入状态是正确的，可以确保输出直流的正确性。如
常 工 作 条 件 下 , ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/
果解码器在大约5
ADuM5404器件可以在整个温度范围以满负载工作，输出
为没有供电或者无效，在这种情况下，隔离器的输出被看
电流无需减额。但是，遵守PCB布局部分的建议可以降低
门狗计时电路强制设置为默认低电平状态。这个情况应该
到PCB的热阻，从而在高环境温度下增加热裕量。
只在ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404器件的
EMI考虑
上电和关断过程中出现。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的DC-DC转
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404磁场抗扰度
换器部分必须在非常高的频率下工作，以保证通过小变压
的限制是由变压器接收线圈中的感应电压状态决定的，电
器进行高效的功率转换。由此产生的高频电流会在电路板
压足够大就会错误地置位或复位解码器。下面的分析说明
的地层和电源层传播，引起边沿和偶极子辐射。对于使用
此情况发生的条件。
这些器件的应用，推荐采用接地机壳。如果接地机壳不可
检测ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的3.3 V
行的话，PCB布局就需要遵循良好的RF设计做法。有关
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的最新PCB
布局建议，请参考应用笔记AN-0971：isoPower器件的辐
μs的逻辑转换，周期的刷新脉冲
μs内没有接收到内部脉冲，输入侧则认
工作条件是因为这是最易受干扰的工作模式。
在变压器输出端脉冲的幅度大于1.0V。解码器的检测阈值
大约是0.5V,因此有一个0.5V的噪声容限。接收线圈上的感
射控制建议。
应电压由以下公式计算：
传播延迟相关参数
V = (−dβ/dt)Σπ rn2; n = 1, 2, … , N
传播延迟是描述逻辑信号穿过器件所需时间的参数(见图
24)。到逻辑低电平输出的传播延迟可能不同于到逻辑高电
其中：
平输出的传播延迟。
β是磁通量密度（高斯）。
rn是接收线圈第n圈的半径(cm)。
50%
N是接收线圈匝数。
tPHL
OUTPUT (VOx)
50%
06577-018
tPLH
图24. 传播延迟参数
给定ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404接收线
圈的几何形状及感应电压，解码器最多能够有0.5V余量的
50%，允许的最大磁场见图25所示计算。
脉冲宽度失真指这两个传播延迟值的最大差异，反映了输
通道间匹配指单个ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/
ADuM5404器件内各通道的传播延迟之间的最大差异。
传播延迟偏斜指在相同条件下工作的多个ADuM5401/
ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404器件的传播延迟之间的
最大差异。
100
MAXIMUM ALLOWABLE MAGNETIC FLUX
DENSITY (kGauss)
入信号时序的保持精度。
10
1
0.1
0.01
0.001
1k
100k
1M
10k
10M
MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz)
图25. 最大允许外部磁通密度
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100M
06577-019
INPUT (VIx)
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
例如，在1MHz的磁场频率下，最大允许0.2k高斯的磁场在
IDD1(Q)
接收线圈可以感应出0.25V的电压。这大约是检测阈值的
IDD1(D)
CONVERTER
PRIMARY
E
IISO
CONVERTER
SECONDARY
50%并且不会引起输出转换错误。同样的，如果这样的情
IISO(D)
IDDP(D)
况在发送脉冲时发生(最差的极性)，这会使接收到的脉冲
从大于1.0V下降到0.75V，这仍然高于解码器检测阈值
PRIMARY
DATA
I/O
4CH
0.5V。
06577-024
先 前 的 磁 通 密 度 值 对 应 于 与 ADuM5401/ADuM5402/
SECONDARY
DATA
I/O
4CH
ADuM5403/ADuM5404变压器给定距离的额定电流幅度。
图26表明这些允许的电流幅度是频率与所选距离的函数。
图27. ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/
ADuM5404内的功耗
如 图 26所 示 ， ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/
ADuM5404只有在离器件很近的高频大电流下才被影响。
例 如 1MHz时 ， 0.5kA电 流 必 须 放 置 在 距 离 ADuM5401/
ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 5mm以外的时候才不会
影响器件的工作。
DISTANCE = 1m
IDD1总电流的计算公式如下：
100
IDD1 = (IISO × VISO)/(E × VDD1) + Σ ICHn; n = 1 to 4
10
其中：
IDD1为总电源输入电流。
1
DISTANCE = 5mm
IISO为副边外部负载汲取的电流。
0.1
0.01
E为在感兴趣的VISO和VDD1条件下依据图11确定的100mA负
载时的电源效率。
1k
10k
100k
1M
10M
MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz)
100M
图26. 不同电流至ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
距离下的最大允许电流
在强磁场和高频率的叠加作用下，PCB走线形成的任何回
ICHn为依据图19或图20(视通道方向而定)确定的单一通道所
汲取的电流。
最大外部负载可从最大允许负载中减去动态输出负载而得
到。
IISO(LOAD) = IISO(MAX) − Σ IISO(D)n；n = 1至4
路都会感应出足够大的错误的电压，以触发后续电路的阈
值。为避免发生这种情况，对此类走线进行布局时需要格
其中：
外小心。
IISO(LOAD)是可用来为外部副边负载供电的电流。
功耗
IISO(MAX)是VISO处可用的最大外部副边负载电流。
VDD1电源输入为iCoupler数据通道和电源转换器供电。因
此，无法分别确定数据转换器以及原边和副边I/O通道所
汲取的静态电流，所有这些静态功耗需求都已合并到IDD1(Q)
电流中，如图27所示。I DD1 总电源电流等于静态工作电
流、I/O通道所需的动态电流IDD1(D)和所有外部IISO负载之
和。
(1)
DISTANCE = 100mm
06577-020
MAXIMUM ALLOWABLE CURRENT (kA)
1k
一个通道只有以高于刷新速率fr的速度工作时，才会消耗
动态I/O电流。各通道的动态电流由其数据速率决定。图
19显示一个正向通道的电流，正向的意思是输入位于器件
的VDD1侧。图20显示一个反向通道的电流，反向的意思是
输入位于器件的VISO侧。图19和图20均假设有一个典型的
15pF负载。
(2)
IISO(D)n是输入或输出通道从VISO汲取的动态负载电流，如图
21和图22所示。
上述分析假设各数据输出端有一个15 pF容性负载。如果容
性负载大于15pF，则在IDD1和IISO(LOAD)的分析中必须包括额
外电流。
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
电源考虑
移除VDD1的电源之后，当达到UVLO电平时，原边的转换
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的电源输
入、原边的数据输入通道和副边的数据通道均受欠压闭锁
(UVLO)电路保护，防止过早工作。低于最小工作电压
时，电源转换器的振荡器保持不活动，所有输入通道驱动
器和刷新电路处于空闲状态。在上电和掉电期间，输出保
持高阻态，防止不明状态的传输。
器和耦合器关断。副边停止接收功率，开始放电。副边的
在对VDD1施加电源期间，原边电路保持空闲状态，直至达
到UVLO预设电压为止。此时，数据通道初始化为默认低
电平输出状态，直至从副边收到数据脉冲。
当原边高于UVLO阈值时，数据输入通道对其输入进行采
样，并开始将编码脉冲发送到非活动副边输出通道。原边
的输出仍然处于默认低电平状态，因为在副边电源建立之
前，副边输入不会提供数据。原边振荡器也开始工作，将
功率传输至副边电源电路。此时，副边V ISO 电压低于其
UVLO限值，副边的调节控制信号尚未产生。这种情况
下，原边电源振荡器可以自由运行，为副边提供最大功
率，直到副边电压升至其调节设定点。这将在VDD1处产生
非常大的浪涌电流瞬态。达到调节点后，调节控制电路产
生调节控制信号，从而调制原边的振荡器。V DD1 电流减
小，最后与负载电流成正比。浪涌电流小于图14所示的短
路电流。浪涌持续时间取决于VISO负载条件和VDD1引脚可
用的电流。
当副边转换器开始接受来自原边的功率时，VISO电压开始
升高。达到副边UVLO后，副边输出初始化为默认低电平
状态，直至从相应原边输入收到数据。副边初始化之后，
其输出状态与原边输入相关最多需要1μs的时间。
输出保持其从原边收到的最后状态。或者达到UVLO电
平，输出被置于高阻态，或者输出检测到原边输入无活
动，因而输出在副边达到UVLO之前被设置为默认低值。
提高可用功率
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404能够与其它
兼容的isoPower器件协同工作。RCOUT引脚允许ADuM5401/
ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404将其PWM信号提供给
作为主机的另一个器件，以调节其自身和从机。电源输出
并联结合，均等分享输出功率。
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404只能是主机
/独立器件，ADuM5200只能是从机/独立器件。ADuM5000
可 以 作 为 主 机 或 从 机 工 作 。 这 意 味 着 ADuM5000、
ADuM520x和ADuM540x只能用于表15所列的主从组合。
表15. 允许的isoPower器件组合
主机
ADuM5000
ADuM520x
ADuM540x
ADuM5000
从机
ADuM520x
ADuM540x
是
无
是
是
无
是
无
无
无
利用表15中列出的允许主从器件配置组合，可以构建任何
电源和通道数组合。
表16显示isoPower器件如何提供数据通道数与多单元电源
的许多组合。
副边输入对其状态进行采样，并将其传输至原边。输出在
副边激活后约1μs有效。
由于副边电源的充电速率取决于负载条件、输入电压和所
选的输出电平，因此设计时应注意为转换器预留足够的时
间，以便其能在要求有效数据之前稳定下来。
表16. 电源和数据通道的配置
电源单元
1单元电源
0
ADuM5000主机
2
ADuM520x主机
数据通道数
4
ADuM5401至ADuM5404主机
2单元电源
ADuM5000主机
ADuM5000主机
ADuM5401至ADuM5404主机
ADuM5401至ADuM5404主机
ADuM5000主机
ADuM5000主机
ADuM5000从机
ADuM5000从机
ADuM520x从机
ADuM5000主机
ADuM5000从机
ADuM520x从机
ADuM520x从机
ADuM5401至ADuM5404主机
ADuM5000从机
ADuM5000从机
ADuM520x从机
ADuM5401至ADuM5404主机
ADuM520x从机
ADuM5000从机
3单元电源
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6
ADuM5401至ADuM5404主机
ADuM121x
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
隔离寿命
RATED PEAK VOLTAGE
隔离衰减率由施加在隔离上的电压波形的参数决定。ADI
0V
06577-021
所有的隔离结构在长时间的电压作用下，最终会被破坏。
公司进行一系列广泛的评估来确定ADuM5401/ADuM5402/
图28. 双极性交流波形
ADuM5403/ADuM5404内部隔离结构的寿命。
加速寿命测试是用超过额定连续工作电压的电压进行。不
RATED PEAK VOLTAGE
故障时间计算。表9中显示的值总结了几种工作条件下50
06577-023
同工作条件下的加速因子的确定要允许目标工作电压上的
0V
图29. 直流波形
年工作寿命的峰值电压。在很多情况下，代理测试认证的
工作电压比50年工作寿命电压更高。工作电压高于列出的
使用寿命电压时会引起隔离的过早失效。
RATED PEAK VOLTAGE
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的隔离寿命
以不同速率衰减，这由波形是否为双极性交流、单极性交
流或直流决定。图28、图29和图30显示这些不同隔离电压
的波形。
0V
NOTES:
1. THE VOLTAGE IS SHOWN AS SINUSOIDAL FOR ILLUSTRATION
PURPOSES ONLY. IT IS MEANT TO REPRESENT ANY VOLTAGE
WAVEFORM VARYING BETWEEN 0V AND SOME LIMITING VALUE.
THE LIMITING VALUE CAN BE POSITIVE OR NEGATIVE, BUT THE
VOLTAGE CANNOT CROSS 0V.
图30. 单极性交流波形
双极性交流电压是最苛刻的环境。在双极性交流条件下的
50年工作寿命决定了ADI推荐的最大工作电压。
在单极性交流或者直流电压的情况下，隔离应力显然低得
多。此工作模式在能够获得50年工作时间的前提下，允许
更高的工作电压。表9中列出的工作电压在维持50年最低
工作寿命的前提下，提供了符合单极性交流或者直流电压
情况下的工作电压。任何与图29和图30中不一致的交叉隔
离电压波形都应被认为是双极性交流波形，其峰值电压应
限制在表9中列出的50年工作寿命电压以下。
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06577-022
由施加在隔离栅上的电压波形决定。iCoupler隔离结构度
ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
外形尺寸
10.50 (0.4134)
10.10 (0.3976)
9
16
7.60 (0.2992)
7.40 (0.2913)
1
1.27 (0.0500)
BSC
0.30 (0.0118)
0.10 (0.0039)
COPLANARITY
0.10
10.65 (0.4193)
10.00 (0.3937)
8
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
0.75 (0.0295)
0.25 (0.0098)
2.65 (0.1043)
2.35 (0.0925)
SEATING
PLANE
45°
8°
0°
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
0.33 (0.0130)
0.20 (0.0079)
032707-B
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-013- AA
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
图31. 16引脚标准小型封装[SOIC_W] 宽体(RW-16)
图示尺寸单位： mm和(inches)
订购指南
输入数，
VDD1侧
输入数，
VISO侧
最大数据
最大传播延迟， 最大脉冲宽
速率(Mbps) 5 V (ns)
度失真(ns)
3
1
1
100
40
温度范围(°C)
−40至+105
封装描述
封装选项
16引脚SOIC_W RW-16
ADuM5401CRWZ1, 2
3
1
25
60
6
−40至+105
16引脚SOIC_W RW-16
ADuM5402ARWZ1, 2
2
2
1
100
40
−40至+105
16引脚SOIC_W RW-16
ADuM5402CRWZ1, 2
2
2
25
60
6
−40至+105
16引脚SOIC_W RW-16
ADuM5403ARWZ1, 2
1
3
1
100
40
−40至+105
16引脚SOIC_W RW-16
ADuM5403CRWZ1, 2
1
3
25
60
6
−40至+105
16引脚SOIC_W RW-16
ADuM5404ARWZ1, 2
0
4
1
100
40
−40至+105
16引脚SOIC_W RW-16
ADuM5404CRWZ1, 2
0
4
25
60
6
−40至+105
16引脚SOIC_W RW-16
型号
ADuM5401ARWZ1, 2
1
2
可提供卷带和卷盘形式。RL后缀表示13”（1,000片）卷带和卷盘选项。
Z = 符合RoHS标准的兼容器件
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注释
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ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404
注释
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registered trademarks are the property of their respective owners.
D06577-0-11/08(A)
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