中文数据手册

集成DC/DC转换器
ADuM6010
产品特性
功能框图
集成isoPower的隔离式DC-DC转换器
ADuM6010
20
NC
GNDP 2
19
GNDISO
NC 3
18
NC
NC 4
17
NC
GNDP 5
16
GNDISO
GNDP 6
15
GNDISO
NC 7
14
NC
13
VSEL
NC 1
最高150 mW输出功率
20引脚SSOP封装,爬电距离为5.3 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(申请中)
PDIS 8
依据UL 1577,1分钟3750 V rms
PCS
VDDP 9
CSA元件验收通知#5A(申请中)
GNDP 10
1.25V 12 VISO
OSC
RECT
符合VDE标准证书(申请中)
REG
11
GNDISO
11043-001
3.15 V至5.25 V稳压输出
图1.
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12
VIORM = 849 V峰值
表1. 功率水平
应用
输入电压(V)
5
5
3.3
电源启动偏置和栅极驱动
隔离传感器接口
工业PLC
输出电压(V)
5
3.3
3.3
输出功率(mW)
150
100
100
概述
ADuM60101是一款集成隔离式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1列出了常见的组合及其关联的
功率水平。
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。
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. 0
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的最新英文版数据手册。
ADuM6010
目录
特性...................................................................................................... 1
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10)隔离特性............... 7
应用...................................................................................................... 1
建议工作条件 ............................................................................... 7
概述...................................................................................................... 1
绝对最大额定值................................................................................ 8
功能框图 ............................................................................................. 1
ESD警告......................................................................................... 8
修订历史 ............................................................................................. 2
引脚配置和功能描述 ....................................................................... 9
技术规格 ............................................................................................. 3
真值表 ............................................................................................ 9
电气特性—5 V原边输入电源/5 V副边隔离电源 ................. 3
典型性能参数 .................................................................................. 10
电气特性—3.3 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源 ........... 4
应用信息 ........................................................................................... 10
电气特性—5 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源 .............. 5
PCB布局....................................................................................... 12
封装特性........................................................................................ 6
热分析 .......................................................................................... 13
法规认证........................................................................................ 6
EMI考量....................................................................................... 13
隔离寿命...................................................................................... 13
隔离和安全相关特性.................................................................. 6
外形尺寸 ........................................................................................... 14
订购指南...................................................................................... 14
修订历史
2012年10月—修订版0:初始版
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ADuM6010
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、VDDP = VISO = 5 V条件下测得。VSEL电阻网络为:R1 = 10 kΩ、R2 = 30.9 kΩ。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 ≤ VDDP、VSEL、VISO ≤ 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2. 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)
IDD1 (Q)
IDD1 (MAX)
最小值 典型值 最大值
5.0
−44
20
1.3
75
200
125
600
3
30
29
6.8
104
12
154
10
单位
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
VISO > 4.5 V
IISO = 27 mA
°C
°C
表3. 输入和输出特性
参数
直流规格
逻辑高电平输入阈值
逻辑低电平输入阈值
欠压闭锁
趋正阈值
趋负阈值
每个通道的输入电流
符号
最小值
VIH
VIL
0.7 VDDP
VUV+
VUV−
IPDIS
−10
典型值
2.7
2.4
+0.01
Rev. 0 | Page 3 of 16
最大值
单位
0.3 VDDP
V
V
+10
V
V
µA
测试条件/注释
VISO、VDDP电源
0 V ≤ VPDIS ≤ VDDP
ADuM6010
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、VDDP = VISO = 3.3 V条件下测得。VSEL电阻网络为:R1 = 10 kΩ、R2 = 16.2 kΩ。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 ≤ VDDP、VSEL、VISO ≤ 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4. 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)时效率
IDD1,无VISO负载
IDD1,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
V
3
20
IDD1 (Q)
IDD1 (MAX)
27
3.3
77
10.5
154
10
mV/V
%
mV p-p
mV p-p
MHz
kHz
mA
%
mA
mA
测试条件/注释
IISO = 10 mA、R1 = 10 kΩ、R2 = 16.9 kΩ
IISO = 20mA
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5. 输入和输出特性
参数
直流规格
逻辑高电平输入阈值
逻辑低电平输入阈值
欠压闭锁
趋正阈值
趋负阈值
每个通道的输入电流
符号
最小值
VIH
VIL
0.7 VISO或0.7 VDDP
VUV+
VUV−
IPDIS
−10
典型值
2.7
2.4
+0.01
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最大值
单位
0.3 VISO或0.3 VDDP
V
V
+10
V
V
µA
测试条件/注释
VDDP电源
0 V ≤ VPDIS ≤ VDDP
ADuM6010
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、VDDP = 5.0 V、VISO = 3.3 V条件下测得。VSEL电阻网络为:R1 = 10 kΩ、R2 = 16.2 kΩ。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 ≤ VDDP ≤ 5.5 V、3.0 V ≤ VISO ≤ 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6. 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)时效率
IDD1,无VISO负载
IDD1,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
IDD1 (Q)
IDD1 (MAX)
24
3.2
85
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,VDD1 = 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7. 输入和输出特性
参数
直流规格
逻辑高电平输入阈值
逻辑低电平输入阈值
欠压闭锁
趋正阈值
趋负阈值
每个通道的输入电流
符号
最小值
VIH
VIL
0.7 VDDP
VUV+
VUV−
IPDIS
−10
典型值
2.7
2.4
+0.01
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最大值
单位
0.3 VDDP
V
V
+10
V
V
µA
测试条件/注释
VISO、VDDP电源
0 V ≤ VPDIS ≤ VDDP
ADuM6010
封装特性
表8. 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
符号
RI-O
CI-O
CI
θJA
最小值 典型值 最大值
1012
2.2
4.0
50
单位
Ω
pF
pF
°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
1
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。
3
热模型定义见热分析部分。
2
法规认证
表9.
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,3750 V rms隔离电压
加强绝缘符合CSA 60950-1-03和
IEC 60950-1标准,265 V rms(375 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:2006-122
加强绝缘,849 V峰值
文件2471900-4880-0001
依据UL1577,每个ADuM6010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ADuM6010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10. 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)
符号
L(I01)
值
3750
5.3
单位 测试条件/注释
V rms 持续1分钟
mm
测量输入端至输出端,隔空最短距离
最小外部爬电距离
L(I02)
5.3
mm
最小内部间隙
漏电阴抗(相对漏电指数)
隔离组
CTI
最小0.022 mm
>400
V
II
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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)
ADuM6010
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11. VDE特性
描述
测试条件/注释
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 = 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,
tm = 10秒,局部放电 < 5 pC
VIORM × 1.2 = Vpd(m),tini = 60秒,
tm = 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
耐受隔离电压
浪涌隔离电压
安全限值
壳温
总安全功耗
TS时的绝缘电阻
1分钟耐受额定值
VIOSM(测试) = 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)
VIO = 500 V
符号
特性
单位
VIORM
Vpd(m)
I至IV
I至IV
I至III
40/105/21
2
849
1592
V峰值
V峰值
Vpd(m)
1273
V峰值
Vpd(m)
1018
V峰值
VIOTM
VISO
VIOSM
5300
3750
6000
V峰值
V rms
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
11043-002
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12.
参数
工作温度1
电源电压2
VDD1 (VSEL= 0 V)
VDD1 (VSEL = VISO)
1
2
符号
TA
最小值
−40
最大值
+105
单位
°C
VDD
3.0
4.5
5.5
5.5
V
V
在105°C工作时需要降低最大负载电流,如表13所示。
各电压均参照其各自的地。
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ADuM6010
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
表13.
坏。这只是额定最值,并不能以这些条件或者在任何其它
参数
存储温度(TST)
工作环境温度(TA)
电源电压(VDDP, VISO)1
VISO电源电流2
TA = −40°C至+105°C
输入电压(PDIS, VSEL)1, 3
共模瞬变4
1
2
3
4
额定值
−55°C至+150°C
−40°C至+105°C
−0.5 V至+7.0 V
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14. 支持最短50年寿命的最大连续工作电压1
30 mA
0.5 V至VDD + 0.5 V
−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。
若输入位于器件的原边,VDD是VDDP;若输入位于器件的副边,VDD是VISO。
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
交流电压
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。详情见隔离寿命部分。
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。
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ADuM6010
引脚配置和功能描述
NC 1
20
NC
GNDP 2
19
GNDISO
NC 3
18
NC
NC 4
17
NC
16
GNDISO
GNDP 6
ADuM6010
TOP VIEW
(Not to Scale)
15
GNDISO
NC 7
14
NC
PDIS 8
13
VSEL
VDDP 9
12
GNDP 10
11
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.
11043-003
GNDP 5
图3. 引脚配置
表15. 引脚功能描述
引脚编号
1, 3, 4, 7, 14,
17, 18, 20
2, 5, 6, 10
8
9
11, 15, 16, 19
12
13
引脚名称
NC
描述
此引脚不在内部连接(见图3)。
GNDP
PDIS
VDDP
GNDISO
VISO
VSEL
地1。隔离器原边参考地。引脚2与引脚10内部互连;建议将这两个引脚均连至公共地。
禁用电源。此引脚与GNDP相连时,电源转换器激活;采用逻辑高电压时,电源进入低功耗待机模式。
原边电源电压,3.0 V至5.5 V。
隔离器第2侧的接地基准点。引脚19与引脚11内部互连;建议将这两个引脚均连至公共地。
根据与VSEL相连的分压器,外部负载的副电源为3.15 V至5.5 V。
输出电压选择输入。与VISO和GNDISO之间的引脚相连的分压器决定了VISO的值,参见公式1。
真值表
表16. 真值表(正逻辑)
VDDP (V)
VSEL输入
PDIS输入
VISO输出(V)
5
5
3.3
3.3
5
5
3.3
3.3
R1 = 30.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
R1 = 30.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
R1 = 16.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
R1 = 16.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
R1 = 16.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
R1 = 16.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
R1 = 30.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
R1 = 30.9 kΩ, R2 = 10 kΩ
低电平
高电平
低电平
高电平
低电平
高电平
低电平
高电平
5
0
3.3
0
3.3
0
5
0
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注释
不推荐使用
ADuM6010
典型性能参数
25
20
VDDP = 5V/VISO = 5V
VDDP = 5V/VISO = 3.3V
VDDP = 3.3V/VISO = 3.3V
15
10
0
0
0.02
0.04
0.06
0.08
LOAD CURRENT (A)
11043-004
5
0.45
1.6
0.40
1.4
0.35
1.2
0.30
1.0
0.25
0.8
0.20
0.6
0.15
0.4
0.10
0.2
0.05
0
3.0
图4. 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
5.0
VDDP INPUT VOLTAGE (V)
5.5
0
6.0
11043-007
POWER DISSIPATION (W)
EFFICIENCY (%)
30
0.50
IDDP
POWER DISSIPATION
1.8
图7. 典型短路输入电流和功耗与VDDP 电源电压的关系
450
VISO (100mV/DIV)
350
300
250
200
150
100
0
10
20
30
40
IISO (mA)
10% LOAD
(1ms/DIV)
11043-008
0
90% LOAD
VDDP = 5V/VISO = 5V
VDDP = 5V/VISO = 3.3V
VDDP = 3.3V/VISO = 3.3V
50
11043-005
POWER DISSIPATION (mW)
400
图8. 典型VISO 瞬态负载响应,5 V输入,5 V输出,
10%至90%负载阶跃
图5. 典型总功耗与IISO 的关系
35
VISO (100mV/DIV)
30
20
15
90% LOAD
10
VDDP = 5V/VISO = 5V
VDDP = 5V/VISO = 3.3V
VDDP = 3.3V/VISO = 3.3V
0
0
25
50
75
100
IDDP (mA)
10% LOAD
图6. 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
(1ms/DIV)
图9. 典型瞬态负载响应,3.3 V输入,3.3 V输出,
10%至90%负载阶跃
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11043-009
5
11043-006
IISO (mA)
25
IDDP CURRENT (A)
2.0
35
ADuM6010
5.0
90% LOAD
4.0
3.5
3.0
30mA LOAD
20mA LOAD
10mA LOAD
2.5
2.0
3.0
11043-010
10% LOAD
(1ms/DIV)
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
OUTPUT VOLTAGE (V)
图10. 典型瞬态负载响应,5 V输入,3.3 V输出,
10%至90%负载阶跃
11043-113
MINIMUM INPUT VOLTAGE (V)
VISO (100mV/DIV)
4.5
图13. 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%
500
4.970
450
POWER DISSIPATION (mW)
4.965
4.955
4.950
4.945
300
250
VDDP = 5V/VISO = 5V
200
VDDP = 5V/VISO = 3.3V
150
0
1
2
3
4
TIME (µs)
100
–40
11043-011
4.940
350
图11. VISO = 5 V输出电压典型纹波,90%负载
–20
0
20
40
60
80
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
100
120
11043-114
VISO (V)
4.960
400
图14. 30 mA负载时功耗与温度的关系
500
3.280
450
POWER DISSIPATION (mW)
3.276
3.274
3.272
350
300
250
200
0
1
2
3
TIME (µs)
4
100
–40
–20
0
20
40
60
80
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
图15. 20 mA负载时功耗与温度的关系
图12. VISO = 3.3 V输出电压典型纹波,90%负载
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100
120
11043-115
3.270
VDDP = 5V/VISO = 5V
VDDP = 3.3V/VISO = 3.3V
VDDP = 5V/VISO = 3.3V
400
150
11043-012
VISO (V)
3.278
ADuM6010
应用信息
PDIS
电源来说都是通用的。它采用分离的控制器结构,集成隔
VDDP
离脉宽调制(PWM)反馈。VDDP为振荡电路提供电源,该电
+
10µF
0.1µF
GNDP
8
9
11043-013
ADuM6010的DC/DC转换器部分的工作原理对大多数现代
10
路将开关电流输入到一个芯片级空芯变压器。输送至副边
图16. VDDP 偏置和旁路组件
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
13
iCoupler数据通道送回原边(V DDP ),对输出进行调节。
12
PWM调制振荡电路来控制传送到副边的功率。通过反馈
11
可以实现更高的功率和效率。
VISO = 1.25 V
(R1 + R2)
R1
其中:
VSEL
30kΩ
VISO
GNDISO
0.1µF
10kΩ
10µF
+
11043-014
(VISO)控制器通过产生一个PWM控制信号,经由一个专用
图17. VISO 偏置和旁路组件
(1)
ADuM6010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。旁路电容必须执行
R1表示VSEL和GNDISO之间的电阻。
多个作业,所以必须谨慎选择。噪声抑制需要一个低电感
R2表示VSEL和VISO之间的电阻。
高频电容,纹波抑制和适当的调整则需要一个大容值的体
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
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
有许多其他输入和输出电压组合;图13显示了室温时支持
之间。为了抑制噪声并降低纹波,至少需要并联两个电
的电压组合。PWM的占空比为80%之前固定VISO负载并降
容。针对VDD1,推荐的电容值为0.1 µF和10 µF。较小的电容
低输入电压,会生成图13。 每条曲线表示了此情况下工作
必须具有低ESR;例如,使用NPO或X5R陶瓷电容。10 mF
所需的最低输入电压。例如,如果此应用在5 V时需要30 mA
体电容也推荐采用陶瓷电容。若需要进一步EMI/EMC控
的输出电流,则VDDP时的最低输入电压为4.25 V。图13还说
制,可并联添加另一个10 nF电容。
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。
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。
通常,ADuM6010会在室温和最大温度之间耗用大约17%
GNDISO
GNDP
ADuM6010利用原边和副边I/O引脚和VDDP功率输入的迟滞
ADuM6010
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。
PCB布局布线
PDIS
VSEL
VDDP
VISO
GNDP
ADuM6010数字隔离器内置0.15 W isoPower集成DC/DC转换
GNDISO
BYPASS < 2mm
11043-015
以上的功率;因此,20% PWM裕量涵盖了温度变化。
器,逻辑接口无需外部接口电路。电源应使用低ESR电容
图18. 推荐的PCB布局
进行旁路,需要尽可能接近芯片焊盘。isoPower输入需要
在高共模瞬变有关的应用中,如此设计电路板布局,任何
若干无源组件,有效设电源旁路并设置输出电压,并设内
耦合都不会出现并影响器件侧所有的引脚。如果不满足设
核稳压器旁路(参见图16至图18)。
计要求,将会使引脚间的电压差异超过表13规定的绝对最
大额定值,造成器件闩锁和/或永久损坏。
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ADuM6010
热分析
工作条件下50年工作寿命的峰值电压。在很多情况下,代
ADuM6010内置两个芯片,附于配有两芯片贴装焊盘的分
理测试认证的工作电压比50年工作寿命电压更高。工作电
离引线框架上。为了热分析的目的,它被视为一个热单
压高于列出的使用寿命电压时会引起隔离的过早失效。
元,其最高结温表现为表8中θJA的值。θJA的值是将器件焊
ADuM6010的隔离寿命由施加在隔离栅上的电压波形决
接到具有精细走线的JEDEC标准4层电路板上,在静止空
定。iCoupler隔离结构度以不同速率衰减,这由波形是否
气中测量的。在正常工作条件下,ADuM6010可以在整个
为双极性交流、单极性交流或直流决定。图19、图20和图
温度范围以满负载工作,输出电流无需减额。
21显示这些不同隔离电压的波形。
由于开关元件和整流元件的特性,器件的功耗会随环境温
双极性交流电压是最苛刻的环境。在双极性交流条件下的
度而变化。图14和图15显示了两个负载条件和环境温度时
50年工作寿命决定了ADI推荐的最大工作电压。
总功耗之间的关系。此温度可用于确定各个工作条件下的
结温,确保器件不会意外热关断。
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
EMI考量
更高的工作电压。表14中列出的工作电压在维持50年最低
ADuM6010的DC/DC转换器部分必须保持非常高的工作频
工作寿命的前提下,提供了符合单极性交流或者直流电压
率,以便通过小型变压器实现高效电能传输。由此产生的
情况下的工作电压。任何与图20和图21中不一致的交叉隔
高频电流会在电路板的地层和电源层传播,引起边沿和偶
离电压波形都应被认为是双极性交流波形,其峰值电压应
极子辐射。对于使用这些器件的应用,推荐采用接地机
限制在表14中列出的50年工作寿命电压以下。
壳。如果接地机壳不可行的话,PCB的布局就需要遵循很
RATED PEAK VOLTAGE
11043-016
好的RF设计实践。有关ADuM6010的最新PCB布局建议,
0V
参见AN-0971应用笔记,网址为www.analog.com。
图19. 双极性交流波形
隔离寿命
所有的隔离结构在长时间的电压作用下,最终会被破坏。
RATED PEAK VOLTAGE
公司进行一系列广泛的评估来确定ADuM6010内部隔离结
构的寿命。
11043-017
隔离衰减率由施加在隔离上的电压波形的参数决定。ADI
0V
图20. 直流波形
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
RATED PEAK VOLTAGE
际工作电压下的失效时间。表14中显示的值汇总结了几种
图21. 单极性交流波形
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11043-018
0V
NOTES
1. THE VOLTAGE IS SHOWN AS SINU SOIDAL 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.
ADuM6010
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°
0.95
0.75
0.55
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-150-AE
060106-A
1.85
1.75
1.65
2.00 MAX
COPLANARITY
0.10
8.20
7.80
7.40
图22. 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
ADuM6010ARSZ
ADuM6010ARSZ-RL7
1
2
温度范围
−40°C至+105°C
−40°C至+105°C
可提供卷带和卷盘形式。RL后缀表示7”卷带和卷盘选项。
Z = 符合RoHS标准的器件。
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封装描述
20引脚SSOP封装
20引脚SSOP封装
封装选项
RS-20
RS-20
ADuM6010
注释
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ADuM6010
注释
©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D11043sc-0-10/12(0)
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