集成DC/DC转换器的双通道隔离器 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 产品特性 功能框图 20 VDD2 19 GNDISO 18 VOA/VIA 17 VOB/VIB GNDP 5 16 GNDISO GNDP 6 15 GNDISO 14 NC 13 VSEL VDD1 1 GNDP 2 VIA/VOA 3 VIB/VOB 4 2-CHANNEL iCoupler CORE ADuM5210/ADuM5211/ ADuM5212 NC 7 PDIS 8 PCS VDDP 9 GNDP 10 1.25V 12 VISO OSC RECT REG 11 GNDISO 10980-001 集成isoPower的隔离式DC/DC转换器 3.15 V至5.25 V稳压输出 最高150 mW输出功率 两个DC至100 Mbps (NRZ)信号隔离通道 软启动电源 20引脚SSOP封装，爬电距离为5.3 mm 支持最高15 MHz的SPI 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(申请中) 依据UL 1577，1分钟2,500 V rms 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1. ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 应用 RS-232收发器 电源启动偏置和栅极驱动 隔离传感器接口 工业PLC 表 1. 数据 I/O 端口分配 概述 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 均为双通道数字隔离器， 集 成 isoPower®隔 离 式 DC/DC转 换 器 。 采 用 ADI公 司 的 iCoupler®技术，能够提供可在3.15 V和5.25 V之间调节的稳压 隔离电源。输入电源电压可以略低于所需输出，也可以远 高于所需输出。表2列出了常见的电压组合及其关联的功 率水平。 通道 VIA/VOA VIB/VOB VOA/VIA VOB/VIB 在低功耗隔离设计中，ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 无需使用单独的隔离式DC/DC转换器。利用iCoupler芯片 级变压器技术，能够隔离逻辑信号和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。 表2. 功率水平 1 引脚 3 4 18 17 输入电压(V) 5 5 3.3 ADuM5210 VIA VIB VOA VOB 输出电压(V) 5 3.3 3.3 ADuM5211 VOA VIB VIA VOB ADuM5212 VOA VOB VIA VIB 输出功率(mW) 150 100 66 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。如需电路板布局建议，请参考应用笔记AN-0971。 1 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，其他专利正在申请中。 Rev. A Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. ©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Tel: 781.329.4700 Technical Support www.analog.com 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。 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 目录 特性.................................................................................................. 1 应用.................................................................................................. 1 功能框图 ......................................................................................... 1 概述.................................................................................................. 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 电气特性—5 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源 .......... 7 封装特性.................................................................................... 9 法规认证.................................................................................... 9 隔离和安全相关特性.............................................................. 9 DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10)隔离特性......... 10 建议工作条件 ......................................................................... 10 绝对最大额定值.......................................................................... 11 ESD警告................................................................................... 11 引脚配置和功能描述 ................................................................. 12 真值表 ...................................................................................... 15 典型性能参数 .............................................................................. 16 应用信息 ....................................................................................... 19 PCB布局................................................................................... 19 热分析 ...................................................................................... 20 传播延迟参数 ......................................................................... 20 EMI考量................................................................................... 20 直流正确性和磁场抗扰度 ................................................... 20 功耗 .......................................................................................... 21 隔离寿命.................................................................................. 22 外形尺寸 ....................................................................................... 23 订购指南.................................................................................. 23 修订历史 2013年5月—修订版0至修订版A 增加表1；重新排序 ..................................................................... 1 更改表3 ........................................................................................... 3 2013年1月—修订版0：初始版 Rev. A | Page 2 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 技术规格 电气特性—5 V原边输入电源/5 V副边隔离电源 所有的典型值规格在TA = 25°C、VDD1 = VDD2 = VDDP = 5 V条件下测得。VSEL电阻网络为：R1 = 10 kΩ，R2 = 30.9 kΩ，位于VISO 和GNDISO之间。除非另有说明，最小/最大规格适用于整个推荐的工作范围：4.5 V ≤ VDD1、VDD2、VDDP ≤ 5.5 V和−40°C ≤ TA ≤ +105°C。除非另有说明，开关规格的测试条件为CL = 15 pF和CMOS信号电平。 表3. DC-DC转换器静态规格 参数 DC/DC转换器电源 设定点 热系数 线性调整率 负载调整率 输出纹波 输出噪声 开关频率 脉宽调制频率 输出电源 IISO (MAX)时的效率 IDDP，无VISO负载 IDDP，满VISO负载 热关断 关断温度 热滞 符号 VISO VISO (TC) VISO (LINE) VISO (LOAD) VISO (RIP) VISO (NOISE) fOSC fPWM IISO (MAX) 最小值 典型值 最大值 单位 5.0 −44 20 1.3 75 200 125 600 3 30 29 6.8 104 IDDP (Q) IDDP (MAX) 12 154 10 测试条件/注释 V IISO = 15 mA, R1 = 10 kΩ, R2 = 30.9 kΩ mV/V % mV p-p mV p-p MHz kHz mA % mA mA IISO = 15 mA, VDDP = 4.5 V至5.5 V IISO = 3 mA至27 mA 20 MHz带宽，CBO = 0.1 µF||10 µF，IISO = 27 mA CBO = 0.1 µF||10 µF, IISO = 27 mA 5.5 V > VISO > 4.5 V IISO = 27 mA °C °C 表4. 数据通道电源电流 参数 电源电流 ADuM5210 ADuM5211 ADuM5212 符号 1 Mbps—A, B, C 级 25 Mbps—B, C级 100 Mbps—C级 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 单位 IDD1 IDD2 IDD1 IDD2 IDD1 IDD2 1.1 2.7 2.1 2.3 2.7 1.1 1.6 4.5 2.7 2.9 4.5 1.6 6.2 4.8 4.9 4.7 4.8 6.2 7.0 7.0 6.5 6.5 7.0 7.0 20 9.5 15 15.6 9.5 20 25 15 19 19 15 25 mA mA mA mA mA mA 测试条件/注释 CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF 表5. 开关规格 参数 开关规格 数据速率 传播延迟 脉冲宽度失真 脉冲宽度 传播延迟偏斜 通道匹配 同向 反向 抖动 符号 tPHL, tPLH PWD PW tPSK A级 B级 C级 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 1 50 10 1000 25 35 3 40 tPSKCD tPSKOD 2 13 18 100 24 2 10 38 12 9 5 10 3 6 2 5 2 Rev. A | Page 3 of 24 1 单位 测试条件/注释 Mbps ns ns ns ns 在PWD限值内 50%输入至50%输出 |tPLH − tPHL| 在PWD限值内 任意两个单位之间 ns ns ns ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 表6. 输入和输出特性 参数 直流规格 逻辑高电平输入阈值 符号 最小值 VIH 0.7 VISO, 0.7 VDD1 逻辑低电平输入阈值 VIL 逻辑高电平输出电压 VOH 逻辑低电平输出电压 欠压闭锁 趋正阈值 趋负阈值 迟滞 每个通道的电源电流 静态输入电源电流 静态输出电源电流 动态输入电源电流 动态输出电源电流 每个通道的输入电流 交流规格 输出上升/下降时间 共模瞬变抗扰度1 刷新速率 1 典型值 最大值 VOL V VDD1, VDD2 V IOx = −20 µA, VIx = VIxH VDD1 − 0.2, VDD2 − 0.2 0.0 0.2 V IOx = −4 mA, VIx = VIxH V V IOx = 20 µA, VIx = VIxL IOx = 4 mA, VIx = VIxL VDD1, VDD2 ,VDDP电源 0.1 0.4 VUV+ VUV− VUVH 2.6 2.4 0.2 IDDI(Q) IDDO(Q) IDDI(D) IDDO(D) II −10 0.54 1.6 0.09 0.04 +0.01 tR/tF |CM| 25 2.5 35 ns kV/µs 1.6 µs tr 测试条件/注释 V 0.3 VISO, 0.3 VDD1 VDD1 − 0.1, VDD2 − 0.1 VDD1 − 0.4, VDD2 − 0.4 单位 V V V 0.8 2.0 +10 mA mA mA/Mbps mA/Mbps µA 0 V ≤ VIx ≤ VDDx 10%至90% VIx = VDD1或VISO, VCM = 1000 V， 瞬变幅度 = 800 V |CM|是在维持VOx > 0.8 × VDD1或0.8 × VISO(对于高电平输入)或者VOx < 0.8 × VDD1或0.8 × VISO(对于低电平输入)时能承受的最大共模电压压摆率。共模电压压摆率适用 于共模电压的上升沿和下降沿。 Rev. A | Page 4 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 电气特性—3.3 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源 所有的典型值规格在TA = 25°C、VDD1 = VDD2 = VDDP = 3.3 V条件下测得。VSEL电阻网络为：R1 = 10 kΩ、R2 = 16.9 kΩ，位于VISO 和GNDISO之间。除非另有说明，最小/最大规格适用于整个推荐的工作范围：3.0 V ≤ VDD1、VDD2、VDDP ≤3.6 V和−40°C ≤ TA ≤ +105°C。除非另有说明，开关规格的测试条件为CL = 15 pF和CMOS信号电平。 数字隔离器通道和电源部分各自独立工作，并且在本节所列工作电压下，VISO可能无法足够提供电流来以最大数据速率同 时运行两条数据通道。若以该电源为VDD2供电，则验证应用是否在VISO的功率范围内。 表7. DC-DC转换器静态规格 参数 DC/DC转换器电源 设定点 热系数 线性调整率 负载调整率 输出纹波 输出噪声 开关频率 脉宽调制频率 输出电源 IISO (MAX)时的效率 IDDP，无VISO负载 IDDP，满VISO负载 热关断 关断温度 热滞 符号 VISO VISO (TC) VISO (LINE) VISO (LOAD) VISO (RIP) VISO (NOISE) fOSC fPWM IISO (MAX) 最小值 典型值 最大值 单位 3.3 −26 20 1.3 50 130 125 600 V mV/V % mV p-p mV p-p MHz kHz mA % mA mA 3 20 27 3.3 77 IDDP (Q) IDDP (MAX) 测试条件/注释 10.5 154 10 IISO = 10 mA, R1 = 10 kΩ, R2 = 16.9 kΩ IISO = 20 mA IISO = 10 mA, VDDP = 3.0 V至3.6 V IISO = 2 mA至18 mA 20 MHz带宽，CBO = 0.1 µF||10 µF，IISO = 18 mA CBO = 0.1 µF||10 µF, IISO = 18 mA 3.6 V > VISO > 3 V IISO = 18 mA °C °C 表8. 数据通道电源电流 参数 电源电流 ADuM5210 ADuM5211 ADuM5212 符号 1 Mbps—A、B、C级 最小值 典型值 最大值 IDD1 IDD2 IDD1 IDD2 IDD1 IDD2 0.75 2.0 1.6 1.7 2.0 0.75 25 Mbps—B、C级 最小值 典型值 最大值 5.1 2.7 3.8 3.9 2.7 5.1 1.4 3.5 2.1 2.3 3.5 1.4 100 Mbps—C级 最小值 典型值 最大值 单位 9.0 4.6 5.0 6.2 4.6 9.0 17 4.8 11 11 4.8 17 23 9 15 15 9 23 mA mA mA mA mA mA 测试条件/注释 CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF 表9. 开关规格 参数 开关规格 数据速率 传播延迟 脉冲宽度失真 脉冲宽度 传播延迟偏斜 通道匹配 同向 反向 抖动 符号 tPHL, tPLH PWD PW tPSK A级 B级 C级 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 单位 1 50 10 1000 25 35 3 40 tPSKCD tPSKOD 2 20 25 100 33 2.5 10 38 16 12 5 10 3 6 2.5 5 2 Rev. A | Page 5 of 24 1 Mbps ns ns ns ns ns ns ns 测试条件/注释 在PWD限值内 50%输入至50%输出 |tPLH − tPHL| 在PWD限值内 任意两个单位之间 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 表10. 输入和输出特性 参数 直流规格 逻辑高电平输入阈值 符号 最小值 VIH 0.7 VISO, 0.7 VDD1 逻辑低电平输入阈值 VIL 逻辑高电平输出电压 VOH 逻辑低电平输出电压 欠压闭锁 趋正阈值 趋负阈值 迟滞 每个通道的电源电流 静态输入电源电流 静态输出电源电流 动态输入电源电流 动态输出电源电流 每个通道的输入电流 交流规格 输出上升/下降时间 共模瞬变抗扰度1 刷新速率 1 典型值 最大值 VOL V VDD1, VDD2 V IOx = −20 µA, VIx = VIxH VDD1 − 0.2, VDD2 − 0.2 0.0 0.2 V IOx = −4 mA, VIx = VIxH V V IOx = 20 µA, VIx = VIxL IOx = 4 mA, VIx = VIxL VDD1, VDD2 ,VDDP supply 0.1 0.4 VUV+ VUV− VUVH 2.6 2.4 0.2 IDDI(Q) IDDO(Q) IDDI(D) IDDO(D) II −10 0.4 1.2 0.08 0.015 +0.01 tR/tF |CM| 25 3 35 ns kV/µs 1.6 µs tr 测试条件/注释 V 0.3 VISO, 0.3 VDD1 VDD1 − 0.1, VDD2 − 0.1 VDD1 − 0.4, VDD2 − 0.4 单位 V V V 0.6 1.7 +10 mA mA mA/Mbps mA/Mbps µA 0 V ≤ VIx ≤ VDDx 10%至90% VIx = VDD1或VISO，VCM = 1000 V， 瞬变幅度 = 800 V |CM|是在维持VOx > 0.8 × VDD1或0.8 × VISO(对于高电平输入)或者VOx < 0.8 × VDD1或0.8 × VISO(对于低电平输入)时能承受的最大共模电压压摆率。共模电压压摆率 适用于共模电压的上升沿和下降沿。 Rev. A | Page 6 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 电气特性—5 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源 所有的典型值规格在TA = 25°C、VDD1 = VDDP = 5 V、VDD2 = 3.3 V条件下测得。VSEL电阻网络为：R1 = 10 kΩ、R2 = 16.9 kΩ，位于 VISO和GNDISO之间。除非另有说明，最小/最大规格适用于整个推荐的工作范围：4.5 V ≤ VDD1、VDDP ≤ 5.5 V、3.0 V ≤ VDD2 ≤ 3.6 V 和−40°C ≤ TA ≤ +105°C。除非另有说明，开关规格的测试条件为CL = 15 pF和CMOS信号电平。 表11. DC-DC转换器静态规格 参数 DC/DC转换器电源 设定点 热系数 线性调整率 负载调整率 输出纹波 输出噪声 开关频率 脉宽调制频率 输出电源 IISO (MAX)时的效率 IDDP，无VISO负载 IDDP，满VISO负载 热关断 关断温度 热滞 符号 最小值 典型值 最大值 单位 VISO VISO (TC) VISO (LINE) VISO (LOAD) VISO (RIP) VISO (NOISE) fOSC fPWM IISO (MAX) 3.3 −26 20 1.3 50 130 125 600 3 30 24 3.2 85 IDDP (Q) IDDP (MAX) 8 154 10 测试条件/注释 V IISO = 15 mA, R1 = 10 kΩ, R2 = 16.9 kΩ mV/V % mV p-p mV p-p MHz kHz mA % mA mA IISO = 15 mA, VDDP = 4.5 V至5.5 V IISO = 3 mA至27 mA 20 MHz带宽，CBO = 0.1 µF||10 µF，IISO = 27 mA CBO = 0.1 µF||10 µF, IISO = 27 mA 3.6 V > VISO > 3 V IISO = 27 mA °C °C 表12. 数据通道电源电流 参数 电源电流 ADuM5210 ADuM5211 ADuM5212 符号 1 Mbps—A、B、C级 最小值 典型值 最大值 IDD1 IDD2 IDD1 IDD2 IDD1 IDD2 1.1 2.0 2.1 1.7 2.0 1.1 25 Mbps—B、C级 最小值典型值 最大值 6.2 2.7 4.9 3.9 2.7 6.2 1.6 3.5 2.7 2.3 3.5 1.6 100 Mbps—C级 最小值典型值最大值 20 4.8 15 11 4.8 20 7.0 4.6 6.5 6.2 4.6 7.0 25 9.0 19 15 9.0 25 单位 测试条件/注释 mA mA mA mA mA mA CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF CL = 0 pF 表13. 开关规格 7 Codirectional channel matching is the absolute value of the difference inpagation pro delays between any two channels with inputs on the same side of the isolation barrier. Opposing -directional channel matching is the absolute value of the difference in propagation delays between any two channels with inputs on opposing sides of th e isolation barrier. 参数 开关规格 数据速率 传播延迟 脉冲宽度失真 脉冲宽度 传播延迟偏斜 通道匹配 同向 反向 抖动 符号 tPHL, tPLH PWD PW tPSK A级 B级 C级 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 单位 1 50 10 1000 25 35 3 40 tPSKCD tPSKOD 2 13 20 100 26 2.5 10 38 16 12 5 10 3 6 2 5 2 Rev. A | Page 7 of 24 1 Mbps ns ns ns ns ns ns ns 测试条件/注释 在PWD限值内 50%输入至50%输出 |tPLH − tPHL| 在PWD限值内 任意两个单位之间 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 表14. 输入和输出特性 参数 直流规格 逻辑高电平输入阈值 符号 最小值 VIH 0.7 VISO, 0.7 VDD1 逻辑低电平输入阈值 VIL 逻辑高电平输出电压 VOH 逻辑低电平输出电压 欠压闭锁 趋正阈值 趋负阈值 迟滞 每个通道的电源电流 静态输入电源电流 静态输出电源电流 动态输入电源电流 动态输出电源电流 每个通道的输入电流 交流规格 输出上升/下降时间 共模瞬变抗扰度1 刷新速率 典型值 最大值 VOL V VDD1, VDD2 V IOx = −20 µA, VIx = VIxH VDD1 − 0.2, VDD2 − 0.2 0.0 0.2 V IOx = −4 mA, VIx = VIxH V V IOx = 20 µA, VIx = VIxL IOx = 4 mA, VIx = VIxL VDD1, VDD2 ,VDDP电源 0.1 0.4 VUV+ VUV− VUVH 2.6 2.4 0.2 IDDI(Q) IDDO(Q) IDDI(D) IDDO(D) II −10 0.54 1.2 0.09 0.02 +0.01 tR/tF |CM| 25 2.5 35 ns kV/µs 1.6 µs tr 测试条件/注释 V 0.3 VISO, 0.3 VDD1 VDD1 − 0.1, VDD2 − 0.1 VDD1 − 0.4, VDD2 − 0.4 单位 V V V 0.75 2.0 +10 mA mA mA/Mbps mA/Mbps µA 0 V ≤ VIx ≤ VDDx 10%至90% VIx = VDD1或VISO, VCM = 1000 V， 瞬变幅度 = 800 V 1 |CM|是在维持VOx > 0.8 × VDD1或0.8 × VISO(对于高电平输入)或者VOx < 0.8 × VDD1或0.8 × VISO(对于低电平输入)时能承受的最大共模电压压摆率。 共模电压压摆率适用于共模电压的上升沿和下降沿。 Rev. A | Page 8 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 封装特性 表15. 热和隔离特性 参数 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 1 2 3 符号 RI-O CI-O CI θJA 最小值 典型值 最大值 单位 1012 Ω 2.2 pF 4.0 pF 50 °C/W 测试条件/注释 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 假设器件为双端器件：引脚1与引脚10短路，引脚11与引脚20短路。 输入电容是从任意输入数据引脚到地的容值。 热模型定义见热分析部分。 法规认证 表16. UL(申请中)1 1577器件认可程序认可1 CSA(申请中) CSA元件验收通知#5A批准 单一保护，2,500 V RMS隔离电压 基本绝缘符合CSA 60950-1-03和IEC 60950-1 标准，400 V rms(565 V峰值)最大工作电压 文件205078 文件E214100 1 2 VDE(申请中)2 DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10) 认证：2006-12 2 加强绝缘，560 V峰值 文件2471900-4880-0001 依据UL1577，每个ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212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)。 依据DIN V VDE V 0884-10，每个ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212器件都经过1秒钟绝缘测试电压≥1590 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*表示通过DIN V VDE V 0884-10认证。 隔离和安全相关特性 表17. 关键安全相关尺寸和材料特性 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 最小内部间隙 漏电阴抗(相对漏电指数) 隔离组 符号 L(I01) L(I02) CTI 值 2500 5.3 5.3 0.017 min >400 II 单位 V rms mm mm mm V Rev. A | Page 9 of 24 测试条件/注释 持续1分钟 测量输入端至输出端，隔空最短距离 测量输入端至输出端，沿壳体最短距离 隔离距离 DIN IEC 112/VDE 0303第1部分 材料组(DIN VDE 0110，1/89，表1) ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 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18. VDE特性 说明 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 测试条件/注释 VIORM × 1.875 = Vpd(m)，100%生产测试， tini = tm = 1秒，局部放电 < 5 pC 输入至输出测试电压，方法a 跟随环境测试，子类1 VIORM × 1.5 = Vpd(m), tini = 60秒，t m = 10秒， 局部放电 < 5 pC VIORM × 1.2 = Vpd(m), tini = 60秒，t m = 10秒， 局部放电 < 5 pC 跟随输入和/或安全测试，子类2和子类3 最高允许过压 浪涌隔离电压 VIOSM(TEST) = 10 kV，1.2 µs上升时间，50 µs， 50%下降时间 出现故障时允许的最大值 (见图2) 安全限值 壳温 总安全功耗 TS上的绝缘电阻 VIO = 500 V 符号 特性 单位 VIORM Vpd(m) I至IV I至III I至II 40/105/21 2 560 1050 V峰值 V峰值 Vpd(m) 840 V峰值 Vpd(m) 672 V峰值 VIOTM VIOSM 3535 4000 V峰值 V峰值 TS IS1 RS 150 2.5 >109 °C W Ω 3.0 SAFE LIMITING POWER (W) 2.5 2.0 1.5 1.0 0 0 50 100 150 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 200 10980-002 0.5 图2. 热减额曲线，依据DIN V VDE V 0884-10获得的安全限值与壳温的关系 建议工作条件 表19. 参数 工作温度1 电源电压2 VDDP(VISO = 3.0 V至3.6 V) VDDP(VISO = 4.5 V至5.5 V) VDD1, VDD2 1 2 符号 TA 最小值 −40 最大值 +105 单位 °C VDDP 3.0 4.5 2.7 5.5 5.5 5.5 V V V VDD1, VDD2 在105°C工作时需要降低最大负载电流，如表20所示。 各电压均参照其各自的地。 Rev. A | Page 10 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 绝对最大额定值 除非另有说明，环境温度 = 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，并不能以这些条件或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器 件能否正常工作。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20. 参数 存储温度(TST) 工作环境温度(TA) 电源电压(VDDP、VDD1、VDD2、VISO)1 VISO电源电流 2 TA = −40°C至+105°C 输入电压(VIA、VIB、PDIS、VSEL)1, 3 输出电压(VOA, VOB)1, 3 每个数据的平均输出电流 输出引脚4 共模瞬变5 1 2 3 4 5 额定值 −55°C至+150°C −40°C至+105°C −0.5 V至+7.0 V 表21. 支持最短50年寿命的最大连续工作电压1 30 mA −0.5 V至VDDI + 0.5 V −0.5 V至VDDO + 0.5 V −10 mA至+10 mA −100 kV/µs至+100 kV/µs 所有电压均参照各自的地。 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。 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。 不同温度下的最大额定电流值参见图2。 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。 参数 适用认证 双极性波形 最大值 单位 适用认证 560 V峰值 所有认证， 50年使用寿命 单极性波形 直流电压 |DC峰值电压| 560 V峰值 560 V峰值 1 指隔离栅上的连续电压幅度。详见“隔离寿命”部分。 ESD警告 Rev. A | Page 11 of 24 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。 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 引脚配置和功能描述 VDD1 1 20 VDD2 GNDP 2 19 GNDISO VIA 3 GNDP 5 GNDP 6 NC 7 18 VOA ADuM5210 TOP VIEW (Not to Scale) 17 VOB 16 GNDISO 15 GNDISO 14 NC PDIS 8 13 VSEL VDDP 9 12 GNDP 10 VISO 11 GNDISO NOTES 1. PINS LABELED NC CAN BE ALLOWED TO FLOAT, BUT IT IS BETTER TO CONNECT THESE PINS TO GROUND. AVOID ROUTING HIGH SPEED SIGNALS THROUGH THESE PINS BECAUSE NOISE COUPLING MAY RESULT. 10980-003 VIB 4 图3. ADuM5210引脚配置 表22. ADuM5210引脚功能描述 引脚编号 1 2, 5, 6, 10 3 4 7, 14 8 9 11, 15, 16, 19 12 13 引脚名称 VDD1 GNDP VIA VIB NC PDIS VDDP GNDISO VISO VSEL 17 18 20 VOB VOA VDD2 说明 器件第1侧逻辑电路的电源。独立于VDDP，工作电压范围为3.0 V至5.5 V。 隔离器第1侧的接地基准点。所有这些引脚均内部相连；建议所有GNDP引脚连接至一个公共地。 逻辑输入A。 逻辑输入B。 此引脚不在内部连接(见图3)。 禁用电源。此引脚与逻辑低电平相连时，电源转换器有效；与逻辑高电平相连时，电源进入低功耗待机模式。 原边isoPower电源电压，3.0 V至5.5 V。 隔离器第2侧的接地基准点。所有这些引脚均内部相连；建议所有GNDISO引脚连接至一个公共地。 外部负载的副边电源电压输出，3.3 V(VSEL低电平)或5.0 V(VSEL高电平)。 输出电压选择。在VISO和GNDISO之间提供一个热匹配电阻网络，以对所需输出电压进行分压，从而与1.25 V 基准电压匹配。VISO电压可编程为超出VDDP 20%或低于VDDP 75%，但必须位于允许的输出电压范围内。 逻辑输出B。 逻辑输出A。 器件第2侧逻辑电路的电源。独立于VISO，工作电压范围为3.0 V至5.5 V。 Rev. A | Page 12 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 VDD1 1 20 VDD2 GNDP 2 19 GNDISO VOA 3 18 VIA VIB 4 17 VOB 16 GNDISO 15 GNDISO NC 7 14 NC PDIS 8 13 VSEL VDDP 9 12 GNDP 10 11 GNDP 6 ADuM5211 TOP VIEW (Not to Scale) VISO GNDISO NOTES 1. PINS LABELED NC CAN BE ALLOWED TO FLOAT, BUT IT IS BETTER TO CONNECT THESE PINS TO GROUND. AVOID ROUTING HIGH SPEED SIGNALS THROUGH THESE PINS BECAUSE NOISE COUPLING MAY RESULT. 10980-005 GNDP 5 图4. ADuM5211引脚配置 表23. ADuM5211引脚功能描述 引脚编号 1 2, 5, 6, 10 3 4 7, 14 8 9 11, 15, 16,19 12 13 17 18 20 引脚名称 VDD1 GNDP VOA VIB NC PDIS VDDP GNDISO VISO VSEL 说明 器件第1侧逻辑电路的电源。独立于VDDP，工作电压范围为3.0 V至5.5 V。 隔离器第1侧的接地基准点。所有这些引脚均内部相连；建议所有GNDP引脚连接至一个公共地。 逻辑输出A。 逻辑输入B。 此引脚不在内部连接(见图4)。 禁用电源。此引脚与逻辑低电平相连时，电源转换器有效；与逻辑高电平相连时，电源进入低功耗待机模式。 原边isoPower电源电压，3.0 V至5.5 V。 隔离器第2侧的接地基准点。所有这些引脚均内部相连；建议所有GNDISO引脚连接至一个公共地。 外部负载的副边电源电压输出，3.3 V(VSEL低电平)或5.0 V(VSEL高电平)。 输出电压选择。在VISO和GNDISO之间提供一个热匹配电阻网络，以对所需输出电压进行分压，从而与1.25 V VOB VIA VDD2 基准电压匹配。VISO电压可编程为超出VDDP 20%或低于VDDP 75%，但必须位于允许的输出电压范围内。 逻辑输出B。 逻辑输入A。 器件第2侧逻辑电路的电源。独立于VISO，工作电压范围为3.0 V至5.5 V。 Rev. A | Page 13 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 VDD1 1 20 VDD2 GNDP 2 19 GNDISO VOA 3 GNDP 5 GNDP 6 NC 7 18 VIA ADuM5212 TOP VIEW (Not to Scale) 17 VIB 16 GNDISO 15 GNDISO 14 NC PDIS 8 13 VSEL VDDP 9 12 GNDP 10 VISO 11 GNDISO NOTES 1. PINS LABELED NC CAN BE ALLOWED TO FLOAT OR CAN BE CONNECTED TO THE GROUND. AVOID CONNECTING THEM TO HIGH SPEED SIGNALS TO MINIMIZE CAPACITIVE COUPLING OF NOISE. 10980-007 VOB 4 图5. ADuM5212引脚配置 表24. ADuM5212引脚功能描述 引脚编号 1 2, 5, 6, 10 3 4 7, 14 8 9 11, 15, 16, 19 12 13 引脚名称 VDD1 GNDP VOA VOB NC PDIS VDDP GNDISO VISO VSEL 17 18 20 VIB VIA VDD2 说明 器件第1侧逻辑电路的电源。独立于VDDP，工作电压范围为3.0 V至5.5 V。 隔离器第1侧的接地基准点。所有这些引脚均内部相连；建议所有GNDP引脚连接至一个公共地。 逻辑输出A。 逻辑输出B。 此引脚不在内部连接(见图5)。 禁用电源。此引脚与逻辑低电平相连时，电源转换器有效；与逻辑高电平相连时，电源进入低功耗待机模式。 原边isoPower电源电压，3.0 V至5.5 V。 隔离器第2侧的接地基准点。所有这些引脚均内部相连；建议所有GNDISO引脚连接至一个公共地。 外部负载的副边电源电压输出，3.3 V(VSEL低电平)或5.0 V(VSEL高电平)。 输出电压选择。在VISO和GNDISO之间提供一个热匹配电阻网络，以对所需输出电压进行分压，从而与1.25 V 基准电压匹配。VISO电压可编程为超出VDDP 20%或低于VDDP 75%，但必须位于允许的输出电压范围内。 逻辑输入B。 逻辑输入A。 器件第2侧逻辑电路的电源。独立于VISO，工作电压范围为3.0 V至5.5 V。 Rev. A | Page 14 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 真值表 表25. 电源部分真值表(正逻辑) VDDP (V) 5 5 3.3 3.3 5 5 3.3 3.3 VSEL 输入 R1 = 10 kΩ, R2 = 30.9 kΩ, R1 = 10 kΩ, R2 = 30.9 kΩ, R1 = 10 kΩ, R2 = 16.9 kΩ R1 = 10 kΩ, R2 = 16.9 kΩ R1 = 10 kΩ, R2 = 30.9 kΩ, R1 = 10 kΩ, R2 = 30.9 kΩ, R1 = 10 kΩ, R2 = 16.9 kΩ R1 = 10 kΩ, R2 = 16.9 kΩ PDIS输入 低电平 高电平 低电平 高电平 低电平 高电平 低电平 高电平 VISO 输出(V) 5 0 3.3 0 3.3 0 5 0 VOx 输入1 高电平 低电平 Z3 低电平 不确定 注释 正常工作，数据为高电平 正常工作，数据为低电平 输出关闭 输出默认为低电平 当没有电源时，如果向输入端施加高电平，则能够以寄生方式对 输入侧供电，进而造成无法预测的行为 注释 不推荐使用 表26 数据部分真值表(正逻辑) VDDI 状态 1 上电 上电 X2 未上电 未上电 1 2 3 VIx 输入1 高电平 低电平 X2 低电平 高电平 VDDO 状态1 上电 上电 未上电 上电 上电 本表中的I和O是指给定数据路径及关联电源的输入侧和输出侧。 X = 无关位。 Z = 高阻抗状态。 Rev. A | Page 15 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 典型性能参数 2.0 1.8 0.20 0.15 0.10 0.05 1.4 0.25 0.8 0.02 0.04 0.06 0.20 0.6 0.15 0.4 VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 5V VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 3.3V VDD1 = VDDP = 3.3V/VDD2 = 3.3V 0 0.30 1.0 0.10 0.2 0.08 LOAD CURRENT (A) 0.05 0 3.0 10980-004 0 0.40 0.35 图6. 5 V/5 V、5 V/3.3 V和3.3 V/3.3 V的典型电源效率 3.5 4.0 4.5 VDD1 (V) 5.0 5.5 0 6.0 10980-009 0.25 0.45 1.6 POWER DISSIPATION (W) EFFICIENCY (%) 0.30 0.50 IDDP POWER DISSIPATION 图9. 典型短路输入电流和功耗与VDD1 电源电压的关系 VISO (100mV/DIV) 450 350 300 250 200 150 90% LOAD VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 5V VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 3.3V VDD1 = VDDP = 3.3V/VDD2 = 3.3V 50 0 0 10 20 30 10% LOAD 40 IISO (mA) 图10. 典型VISO 瞬态负载响应，5 V输出，10%至90%负载阶跃 图7. 典型总功耗与IISO 的关系 35 (1ms/DIV) VISO (100mV/DIV) VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 5V VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 3.3V VDD1 = VDDP = 3.3V/VDD2 = 3.3V 30 25 20 15 90% LOAD 10 10% LOAD 0 0 25 50 75 100 IDDP (mA) (1ms/DIV) 图11. 典型瞬态负载响应，3 V输出，10%至90%负载阶跃 图8. 5 V/5 V、5 V/3.3 V和3.3 V/3.3 V时典型隔离输出 电源电流IISO 与外部负载的关系 Rev. A | Page 16 of 24 10980-011 5 10980-008 IISO (mA) 10980-010 100 10980-006 POWER DISSIPATION (mW) 400 IDDP CURRENT (A) 0.35 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 VISO (100mV/DIV) 5.0 4.0 3.5 3.0 30mA LOAD 20mA LOAD 10mA LOAD 10980-013 2.5 (1ms/DIV) 2.0 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 图12. 典型瞬态负载响应，5 V输入，3.3 V输出，10%至90%负载阶跃 图15. 输出电压和所需输入电压之间的关系，负载未满， 保持PWM中占空系数大于80% 4.970 500 450 POWER DISSIPATION (mW) 4.965 4.955 4.950 4.945 400 350 300 250 200 0 1 2 3 4 TIME (µs) 100 –40 图13. VISO = 5 V输出电压典型纹波，90%负载 0 20 40 60 80 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 100 120 图16. 30 mA负载时功耗与温度的关系 3.280 500 450 POWER DISSIPATION (mW) 2.278 3.276 3.274 3.272 VDD1 = 5V/VDD2 = 5V VDD1 = 3.3V/VDD2 = 3.3V VDDP = 5V/VDD2 3.3V 400 350 300 250 200 150 3.270 0 1 2 3 TIME (µs) 4 10980-015 VISO (V) –20 10980-116 150 10980-014 4.940 VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 5V VDD1 = VDDP = 5V/VDD2 = 3.3V 100 –40 –20 0 20 40 60 80 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 图17. 20 mA负载时功耗与温度的关系 图14. VISO = 3.3 V输出电压典型纹波，90%负载 Rev. A | Page 17 of 24 100 120 10980-117 VISO (V) 4.960 10980-115 MINIMUM INPUT VOLTAGE (V) 4.5 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 10 20 6 5V 3.3V 4 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DATA RATE (Mbps) 图18. 5 V和3.3 V电源下每个输入通道的典型电源电流与数据速率的关系 5V 10 3V 5 0 10980-016 0 15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DATA RATE (Mbps) 10980-019 SUPPLY CURRENT (mA) SUPPLY CURRENT (mA) 8 图21. 5 V和3.3 V电源下典型ADuM5210 VDD1 或ADuM5212 VDD2 电源电流与 数据速率的关系 10 20 SUPPLY CURRENT (mA) 6 4 5V 2 15 10 5V 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DATA RATE (Mbps) 0 10980-017 0 图19. 5 V和3.3 V电源下每个输出通道的典型电源电流与 数据速率的关系(无输出负载) 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DATA RATE (Mbps) 图22. 5 V和3.3 V电源下典型ADuM5210 VDD2 或ADuM5212 VDD2 电源电流与 数据速率的关系 20 10 SUPPLY CURRENT (mA) 8 6 5V 4 3.3V 15 10 5V 5 2 3.3V 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DATA RATE (Mbps) 10980-018 SUPPLY CURRENT (mA) 10 10980-020 3.3V 3.3V 图20. 5 V和3.3 V电源下每个输出通道的典型电源电流与 数据速率的关系(15 pF输出负载) 0 0 10 20 30 40 50 60 DATA RATE (Mbps) 70 80 90 100 10980-012 SUPPLY CURRENT (mA) 8 图23. 5 V和3.3 V电源下典型ADuM5211 VDD1 或VDD2 电源电流与 数据速率的关系 Rev. A | Page 18 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 应用信息 盘。 isoPower输入需要若干无源组件，有效设电源旁路并 设置输出电压，并设内核稳压器旁路(参见图24至图26)。 PDIS VDDP 10µF 0.1µF GNDP 9 10 图24. VDDP 偏置和旁路组件 12 11 VSEL R2 30kΩ VISO GNDISO 0.1µF R1 10kΩ 10µF + 10980-023 13 其中： R1表示VSEL和GNDISO之间的电阻。 R2表示VSEL和VISO之间的电阻。 + 8 10980-022 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212的DC/DC转换器部分的 工作原理对大多数现代电源来说都是通用的。它采用分离 的控制器结构，集成隔离脉宽调制(PWM)反馈。VDDP为振 荡电路提供电源，该电路将开关电流输入到一个芯片级空 芯变压器。输送至副边的电源经整流和调节，稳定在3.15 V 和5.25 V之间，具体数值取决于外部分压器提供的设定点(参 见公式1)。副边(VISO)控制器通过产生一个PWM控制信号， 经由一个专用iCoupler数据通道送回原边(VDDP)，对输出进 行调节。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。 图25. VISO 偏置和旁路组件 因为输出电压可以连续调节，所以存在无限的工作条件。 此数据手册提到了规格表中的三个离散工作条件。还可能 有许多其他输入和输出电压组合；图15显示了室温时支持 的电压组合。固定VISO负载并降低输入电压使得PWM的占 空比为80%，会生成图15。每条曲线表示了此情况下工作 所需的最低输入电压。例如，如果此应用在5 V时需要30 mA 的输出电流，则VDDP时的最低输入电压为4.25 V。图15还说 明了为什么不推荐VDDP = 3.3 V输入和VISO = 5 V配置。甚至 输出电流为10 mA时，PWM也无法保持80%以下的占空比，没 有为支持负载或温度变化留裕量。 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212的电源部分采用一个频 率为125 MHz的振荡器，通过其芯片级变压器有效地传输电 能。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 容值的体电容。VDDP的这些电容可以方便地连接在引脚9和 引脚10之间，VISO的旁路电容可以方便地连接在引脚11和 引脚12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；例如，使用NPO或X5R陶瓷电容。 10 μF体电容也推荐采用陶瓷电容。若需要进一步降低EMI， 可并联添加另一个10 nF电容。 通常，ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212会在室温和最大 温度之间耗用大约17%以上的功率；因此，20% PWM裕量 涵盖了温度变化。 请注意，低ESR电容两端到电源引脚的走线总长不得超过 2 mm。 VDD1 GNDISO VOA/VIA VIA/VOA VIB/VOB GNDP PCB布局布线 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212数字隔离器内置0.15 W isoPower集成DC/DC转换器，逻辑接口无需外部接口电路。 电源应使用低ESR电容进行旁路，需要尽可能接近芯片焊 VDD2 GNDP ADuM5210/ ADuM5211/ ADuM5212 VOB/VIB GNDISO PDIS VSEL VDDP VISO GNDP GNDISO BYPASS < 2mm 10980-024 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212利用原边和副边I/O引 脚和VDDP功率输入的迟滞特性实现欠压闭锁(UVLO)。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。 图26. 推荐的PCB布局 在具有高共模瞬变的应用中，应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。 Rev. A | Page 19 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 如果不满足设计要求，将会使引脚间的电压差异超过表20 规定的绝对最大额定值，造成器件闩锁和/或永久损坏。 热分析 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212均内置四个芯片，附于 配有两个芯片贴装焊盘的分离引线框架上。为了便于热分 析，它被视为一个热单元，其最高结温出现在表15中θJA的 值。θJA的值是将器件焊接到具有精细走线的JEDEC标准4 层PCB上，在静止空气中测量的。在正常工作条件下， ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212可以在整个温度范围以 满负载工作，输出电流无需减额。 传播延迟参数 传播延迟是描述逻辑信号穿过器件所需时间的参数(见图 27)。到逻辑低电平输出的传播延迟可能不同于到逻辑高电 平输出的传播延迟。 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212磁场抗扰度的限制由变 压器接收线圈中感应电压的状态决定，电压足够大就会错 误地置位或复位解码器。下面的分析说明此情况发生的条 件。检测ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212的3.3 V工作电压 是因为它在此条件下工作时最易受到干扰。 在变压器输出端脉冲的幅度大于1.5 V。解码器的检测阈值大 约是0.5 V，因此有一个0.5 V的噪声容限。接收线圈上的感 应电压由以下公式计算： V = (−dβ/dt)∑πrn2; n = 1, 2, … , N 50% OUTPUT (VOx) 50% 图27. 传播延迟参数 脉冲宽度失真指这两个传播延迟值的最大差异，反映了输 入信号时序的保持精度。 通道间匹配指单个ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212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 运 行 的 多 个 ADuM5210/ ADuM5211/ADuM5212器件的传播延迟之间的最大差异。 EMI考量 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212的DC/DC转换器部分必 须保持非常高的工作频率，以便通过小型变压器实现高效 电能传输。由此产生的高频电流会在电路板的地层和电源 层传播，引起边沿和偶极子辐射。对于使用这些器件的应 用，推荐采用接地机壳。如果接地机壳不可行的话，PCB 的布局就需要遵循很好的RF设计实践。有关ADuM5210/ ADuM5211/ADuM5212的 最 新 PCB布 局 建 议 ， 参 见 AN-0971应用笔记。 其中： β是磁通密度(高斯)。 N是接收线圈匝数。 rn是接收线圈第n圈的半径(cm)。 给定ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212接收线圈几何形状 及感应电压，解码器最多能够有0.5 V余量的50%，允许的最 大磁场见图28所示计算。 100 MAXIMUM ALLOWABLE MAGNETIC FLUX DENSITY (kGauss) tPHL 10980-025 tPLH 10 1 0.1 0.01 0.001 1k 直流正确性和磁场抗扰度 10k 10M 1M 100k MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz) 100M 10980-026 INPUT (VIx) 入端超过1.6 µs没有逻辑转换时，会发送一组表示正确输入 状态的周期性刷新脉冲，以确保输出端直流信号的正确性。 如果解码器在大约6.4 µs内没有接收到内部脉冲，输入侧则 认为没有供电或者无效，在这种情况下，隔离器的输出被 看门狗计时电路强制设置为默认低电平状态。这个情况应 该只在ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212的上电和掉电过 程中出现。 图28. 最大允许外部磁通密度 在隔离器输入端的正负逻辑电平转换会使一个很窄的(约1 ns) 脉冲通过变压器被送到解码器。解码器是双稳态的，因此， 可以被这个脉冲置位或复位，表示输入逻辑的转换。当输 例如，在1 MHz的磁场频率下，最大允许0.2K高斯的磁场在 接收线圈可以感应出0.25 V的电压。这大约是检测阈值的50% 并且不会引起输出转换错误。同样的，如果这样的情况在 发送脉冲时发生(最差的极性)，这会使接收到的脉冲从大 于1.0 V下降到0.75 V，这仍然高于解码器检测阈值0.5 V。 Rev. A | Page 20 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 先 前 的 磁 通 密 度 值 对 应 于 与 ADuM5210/ADuM5211/ ADuM5212变压器给定距离的额定电流幅度。图29表明这 些允许的电流幅度是频率与所选距离的函数。如图29所 示，ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212只有在离器件很近 的高频大电流下才被影响。例如1 MHz时，0.5 kA电流必须 放置在距离ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 5 mm以外， 才不会影响器件的工作。 VDDP电源输入仅为转换器供电。VDD1和VDD2为数据通道供 电。若需要，可将这些电源连接到VDDP和VISO，也可采用 独立源对这些电源供电。转换器应当作为独立电源使用， 并由设计人员进行评估。 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212隔离器给定通道的VDD1 或VDD2电源电流与电源电压、通道数据速率和通道输出负 载相关。 对于每个输入通道，电源电流按照下式计算： DISTANCE = 1m 100 10 f > 0.5 fr 100k f ≤ 0.5 fr IDDO = (IDDO(D) + (0.5 × 10 ) × CL × VDDO) × (2f − fr) + IDDO Q) f > 0.5 fr 0.1 10k IDDI = IDDI(D) × (2f − fr) + IDDI(Q) −3 DISTANCE = 5mm 1k f ≤ 0.5 fr IDDO = IDDO(Q) 1 0.01 IDDI = IDDI(Q) 对于每个输出通道，电源电流按照下式计算： DISTANCE = 100mm 1M 10M 100M MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz) 10980-027 MAXIMUM ALLOWABLE CURRENT (kA) 1k 功耗 图29. 不同电流至AduM521x距离下的最大允许电流 请注意，在强磁场和高频率的叠加作用下，PCB走线形成 的任何回路都会感应出足够大的错误电压，进而触发后续 电路的阈值。在布局的时候需要格外小心，以避免发生这 种情况。 其中： IDDI (D)、IDDO (D)是每个通道的输入和输出动态电源电流(mA/ Mbps)。 IDDI(Q)、IDDO(Q)是额定输入和输出静态电源电流(mA)。 f是输入逻辑信号频率(MHz)；它是输入数据速率的一半， 单位为Mbps。 fr是输入级刷新速率（Mbps）。 CL是输出负载电容(pF)。 VDDO是输出电源电压(V)。 为了计算总VDD1和VDD2电源电流，必须计算与VDD1和VDD2相 对应的各输入和输出通道的电源电流并求和。图18和图19 显示无输出负载条件下每个通道的电源电流与数据速率的 关系。图20显示15 pF输出负载条件下每个通道的电源电流 与数据速率的关系。图21至图23显示ADuM5210/ADuM5211/ ADuM5212通道配置的总VDD1和VDD2电源电流与数据速率 的关系。 Rev. A | Page 21 of 24 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212的隔离寿命由施加在隔 离栅上的电压波形决定。iCoupler隔离结构度以不同速率 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30、图31和图32显示这些不同隔离电压的波形。 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。 RATED PEAK VOLTAGE 0V 图30. 双极性交流波形 RATED PEAK VOLTAGE 0V 图31. 直流波形 RATED PEAK VOLTAGE 0V NOTES 1. THE VOLTAGE IS SHOWN AS SINUSOIDAL FOR ILLUSTRATION PUPOSES 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32. 单极性交流波形 Rev. A | Page 22 of 24 10980-030 加速寿命测试是用超过额定连续工作电压的电压进行。确 定多种工作条件下的加速系数，利用这些系数可以计算实 际工作电压下的失效时间。表21中显示的值汇总结了几种 工作条件下50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。 10980-028 所有的隔离结构在长时间的电压作用下，最终会被破坏。 隔离衰减率由施加在隔离层上的电压波形特性决定。ADI 公司进行一系列广泛的评估来确定ADuM5210/ADuM5211/ ADuM5212内部隔离结构的寿命。 在直流或者单极性交流电压的情况下，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21中列出的工作电压在维持50年最低 工作寿命的前提下，提供了符合直流或者单极性交流电压 情况的工作电压。任何与图31和图32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21中列出的50年工作寿命电压以下。 10980-029 隔离寿命 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 外形尺寸 7.50 7.20 6.90 11 20 5.60 5.30 5.00 1 10 0.25 0.09 0.38 0.22 0.05 MIN 0.65 BSC SEATING PLANE 8° 4° 0° COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-150-AE 0.95 0.75 0.55 060106-A 1.85 1.75 1.65 2.00 MAX COPLANARITY 0.10 8.20 7.80 7.40 图33. 20引脚紧缩小型封装[SSOP] (RS-20) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1, 2 ADuM5210ARSZ ADuM5210ARSZ-RL7 ADuM5210BRSZ ADuM5210BRSZ-RL7 ADuM5210CRSZ ADuM5210CRSZ-RL7 ADuM5211ARSZ ADuM5211ARSZ-RL7 ADuM5211BRSZ ADuM5211BRSZ-RL7 ADuM5211CRSZ ADuM5211CRSZ-RL7 ADuM5212ARSZ ADuM5212ARSZ-RL7 ADuM5212BRSZ ADuM5212BRSZ-RL7 ADuM5212CRSZ ADuM5212CRSZ-RL7 1 2 输入数， VDDP侧 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 输入数， VISO 侧 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 最大数据 速率(Mbps) 1 1 25 25 100 100 1 1 25 25 100 100 1 1 25 25 100 100 最大脉冲 最大传播延迟， 宽度失真 5 V (ns) (ns) 75 40 75 40 40 3 40 3 15 2 15 2 75 40 75 40 40 3 40 3 15 2 15 2 75 40 75 40 40 3 40 3 15 2 15 2 RL7后缀表示7”卷带和卷盘选项。 Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. A | Page 23 of 24 温度 温度范围(°C) −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 −40至+105 封装说明 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 20引脚 SSOP封装 封装选项 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 RS-20 ADuM5210/ADuM5211/ADuM5212 注释 ©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D10980sc-0-5/13(A) Rev. A | Page 24 of 24