ホットスワップ可能な、 5kVのI2C用アイソレータ ADuM2250/ADuM2251 概要 特長 双方向I2C通信 オープン・ドレイン・インターフェース ホットスワップ・アプリケーションに適合 電流シンク機能（電流値30mA） 1000kHz動作 3.0∼5.5V電源／ロジック・レベル ワイドボディ16ピンSOICパッケージ（絶縁距離：＞8mm） 広い動作温度範囲：∼105℃ 認定規格 UL認定（申請中） 1分間 5000V RMS（UL 1577に準拠） CSA部品承認通達#5A VDE準拠認定 DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10)：2006-12 VIORM＝846Vピーク アプリケーション 絶縁型I2C／SMBus／PMBusインターフェース マルチレベルI2Cインターフェース 電源 ネットワーキング PoE（Power-over-Ethernet） ADuM2250/ADuM22511（以降、ADuM225x）は、I2C®イン ターフェースと互換性のある双方向通信チャンネル（ラッチな し）を備えた、ホットスワップ可能なデジタル・アイソレータ です。このデバイスにより、 I 2 C 信号を単体のフォトカプラで 使用する受信信号と送信信号に分割する必要はなくなります。 ADuM2250は、2個の双方向チャンネルを備えており完全な絶 縁I2Cインターフェースをサポートします。ADuM2251は、双 方向クロックを必要としないアプリケーションに1 個の双方向 チャンネルと1個の片方向チャンネルを備えています。 ADuM225xはホットスワップ回路を内蔵しており、電源の入っ ていないカードをアクティブ･バスに挿入する場合にデータ・ グリッチの発生を防ぎます。 これらのアイソレータは、アナログ･デバイセズの iCoupler ® チップ･スケール･トランス技術に基づいています。iCouplerの 磁気アイソレーション技術は、性能、サイズ、消費電力、機能 の面でフォトカプラよりも優れています。半導体回路と iCoupler チャンネルを内蔵したADuM225xは、小さなフォー ムファクタ・パッケージで完全な絶縁 I 2 C インターフェースを 提供します。 1 米国特許番号5,952,849、6,873,065、および7,075,329で保護されています。その 他の特許は申請中です。 機能ブロック図 GND1 1 16 GND1 1 GND2 16 GND2 NC 2 15 NC V DD1 3 14 V DD2 ADuM2250 NC 2 15 NC V DD1 3 14 V DD2 DECODE ENCODE 13 NC SDA 2 SDA 1 5 ENCODE DECODE 12 SDA 2 11 SCL 2 SCL 1 6 ENCODE DECODE 11 SCL 2 10 NC GND1 7 10 NC 9 GND2 NC 8 9 GND2 DECODE ENCODE 13 NC SDA 1 5 ENCODE DECODE 12 SCL 1 6 DECODE ENCODE GND1 7 ENCODE DECODE NC 8 NC = NO CONNECT 図1. ADuM2250の機能ブロック図 REV. 0 アナログ・デバイセズ株式会社 06670-001 NC 4 NC 4 NC = NO CONNECT 図2. 06670-002 ADuM2251 ADuM2251の機能ブロック図 アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の 利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いま せん。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するもので もありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有 に属します。 ※日本語データシートはREVISIONが古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 © 2007 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 本 社／ 〒105-6891 東京都港区海岸1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話03（5402）8200 大阪営業所／ 〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原3-5-36 新大阪MTビル2号 電話06（6350）6868 ADuM2250/ADuM2251 目次 特長 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 アプリケーション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 機能ブロック図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 改訂履歴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 電気特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 テスト条件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 パッケージ特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 適用規格. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 絶縁および安全性関連の仕様. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 DIN V VDE V 0884-10（VDE V 0884-10）絶縁特性 . . . . . . . 7 推奨動作条件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 絶対最大定格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 ESDに関する注意 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 ピン配置と機能の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 アプリケーション情報 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 機能の説明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 スタートアップ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 磁界耐性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 外形寸法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 オーダー・ガイド. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 改訂履歴 4/07―Revision 0: Initial Version ―2― REV. 0 ADuM2250/ADuM2251 仕様 電気特性 DC仕様 すべての電圧は、それぞれのグラウンドを基準とします。特に指定のない限り、全推奨動作範囲に対してすべての仕様はMin/Maxで規 定され、すべてのTyp値はTA＝25℃、VDD1＝VDD2＝5Vで規定。 表1 Parameter Symbol Min Typ Max Unit Test Conditions IDD1 2.8 5.0 mA VDD1 = 5 V Input Supply Current, Side 2, 5 V IDD2 2.7 5.0 mA VDD2 = 5 V Input Supply Current, Side 1, 3.3 V IDD1 1.9 3.0 mA VDD1 = 3.3 V Input Supply Current, Side 2, 3.3 V IDD2 1.7 3.0 mA VDD2 = 3.3 V IDD1 2.8 6.0 mA VDD1 = 5 V Input Supply Current, Side 2, 5 V IDD2 2.5 4.7 mA VDD2 = 5 V Input Supply Current, Side 1, 3.3 V IDD1 1.8 3.0 mA VDD1 = 3.3 V Input Supply Current, Side 2, 3.3 V IDD2 1.6 2.8 mA VDD2 = 3.3 V IISDA1, IISDA2, IISCL1, IISCL2 0.01 10 µA VSDA1 = VDD1, VSDA2 = VDD2, VSCL1 = VDD1, VSCL2 = VDD2 ADuM2250 Input Supply Current, Side 1, 5 V ADuM2251 Input Supply Current, Side 1, 5 V LEAKAGE CURRENTS SIDE 1 LOGIC LEVELS Logic Input Threshold1 VSDA1IL, VSCL1IL 500 700 mV Logic Low Output Voltages VSDA1OL, VSCL1OL 600 900 mV ISDA1 = ISCL1 = 3.0 mA 600 850 mV ISDA1 = ISCL1 = 0.5 mA Input/Output Logic Low Level Difference2 ∆VSDA1, ∆VSCL1 50 mV SIDE 2 LOGIC LEVELS 1 2 Logic Low Input Voltage VSDA2IL, VSCL2IL Logic High Input Voltage VSDA2IH, VSCL2IH Logic Low Output Voltage VSDA2OL, VSCL2OL 0.3 x VDD2 V 0.7 x VDD2 V 400 mV ISDA2 = ISCL2 = 30 mA VIL＜0.5V、VIH＞0.7V ∆VS1L＝VS1OL−VS1IL。この値は、任意の部品における出力ロジック・ローレベルと入力ロジック・ローレベルの閾値との最小差を示しています。この値を使って、デバイスが接 続先のバスをラッチアップしないようにします。 REV. 0 ―3― ADuM2250/ADuM2251 AC仕様 すべての電圧は、それぞれのグラウンドを基準とします。特に指定のない限り、全推奨動作範囲に対してすべての仕様はMin/Maxで規 定され、すべてのTyp値はTA＝25℃、VDD1＝VDD2＝5Vで規定。タイミング・テストについては、図3を参照してください。 表2 Parameter Symbol MAXIMUM FREQUENCY Min Typ Max 1000 Unit Test Conditions kHz OUTPUT FALL TIME 4.5 V ≤ VDD1, VDD2 ≤ 5.5 V, CL1 = 40 pF, R1 = 1.6 kΩ, CL2 = 400 pF, R2 = 180 Ω 5 V Operation Side 1 Output (0.9 VDD1 to 0.9 V) tf1 13 26 120 ns Side 2 Output (0.9 VDD2 to 0.1 VDD2) tf2 32 52 120 ns 3.0 V ≤ VDD1, VDD2 ≤ 3.6 V, CL1 = 40 pF, R1 = 1.0 kΩ, CL2 = 400 pF, R2 = 120 Ω 3 V Operation Side 1 Output (0.9 VDD1 to 0.9 V) tf1 13 32 120 ns Side 2 Output (0.9 VDD2 to 0.1 VDD2) tf2 32 61 120 ns PROPAGATION DELAY 4.5 V ≤ VDD1, VDD2 ≤ 5.5 V, CL1 = CL2 = 0 pF, R1 = 1.6 kΩ, R2 = 180 Ω 5 V Operation Side 1 to Side 2, Rising Edge1 tPLH12 95 130 ns Side 1 to Side 2, Falling Edge2 tPHL12 162 275 ns tPLH21 31 70 ns tPHL21 85 155 ns Side 2 to Side 1, Rising Edge 3 Side 2 to Side 1, Falling Edge4 3.0 V ≤ VDD1, VDD2 ≤ 3.6 V, CL1 = CL2 = 0 pF, R1 = 1.0 kΩ, R2 = 120 Ω 3 V Operation Side 1 to Side 2, Rising Edge1 tPLH12 82 125 ns Side 1 to Side 2, Falling Edge2 tPHL12 196 340 ns tPLH21 32 75 ns tPHL21 110 210 ns Side 2 to Side 1, Rising Edge 3 Side 2 to Side 1, Falling Edge4 PULSE-WIDTH DISTORTION 4.5 V ≤ VDD1, VDD2 ≤ 5.5 V, CL1 = CL2 = 0 pF, R1 = 1.6 kΩ, R2 = 180 Ω 5 V Operation Side 1 -to Side 2, |tPLH12 − tPHL12| PWD12 67 145 ns Side 2 to Side 1, |tPLH21 − tPHL21| PWD21 54 85 ns 3.0 V ≤ VDD1, VDD2 ≤ 3.6 V, CL1 = CL2 = 0 pF, R1 = 1.0 kΩ, R2 = 120 Ω 3 V Operation Side 1 to Side 2, |tPLH12 − tPHL12| PWD12 114 215 ns Side 2 to Side 1, |tPLH21 − tPHL21| PWD21 77 135 ns COMMON-MODE TRANSIENT IMMUNITY5 1 2 3 4 5 |CMH|, |CML| 25 35 kV/µs 伝播遅延tPLH12は、サイド1の入力ロジック閾値から0.7VDD2の出力値までの時間として測定されます。 伝播遅延tPHL12は、サイド1の入力ロジック閾値から0.4Vの出力値までの時間として測定されます。 伝播遅延tPLH21は、サイド2の入力ロジック閾値から0.7VDD1の出力値までの時間として測定されます。 伝播遅延tPHL21は、サイド2の入力ロジック閾値から0.9Vの出力値までの時間として測定されます。 CMHは、VO＞0.8 VDD2を維持しているときのコモンモード電圧の最大スルーレートです。CMLは、VO＞0.8 Vを維持しているときのコモンモード電圧の最大スルーレートです。 コモンモード電圧スルーレートは、立上がりおよび立下がりの両コモンモード電圧エッジに適用されます。過渡電圧振幅は、コモンモードの平衡が失われる範囲を表します。 ―4― REV. 0 ADuM2250/ADuM2251 テスト条件 NC V DD1 R1 R1 NC SDA 1 SCL 1 CL1 CL1 GND1 NC 1 2 16 ADuM2250 15 14 3 4 DECODE ENCODE 5 ENCODE DECODE 12 6 DECODE ENCODE 11 7 ENCODE DECODE 10 NC V DD2 NC 9 8 図3. タイミング・テスト図 ―5― R2 R2 SDA 2 SCL 2 NC NC = NO CONNECT REV. 0 13 GND2 CL2 CL2 GND2 06670-005 GND1 ADuM2250/ADuM2251 パッケージ特性 表3 Parameter Symbol Resistance (Input to Output)1 Capacitance (Input to Output) 1 1 Min Typ Max Unit RI-O 1012 Ω Test Conditions CI-O 2.2 pF Input Capacitance CI 4.0 pF f = 1 MHz IC Junction-to-Ambient Thermal Resistance θJA 45 °C/W Thermocouple located at center of package underside デバイスは2端子デバイスとみなされます。1番ピン∼8番ピンを互いに短絡し、9番ピン∼16番ピンを互いに短絡します。 適用規格 ADuM2250/ ADuM2251は次の機関から認定を受けています。 表4 UL (Pending) CSA VDE Recognized under 1577 Component Recognition Program1 Approved under CSA Component Acceptance Notice #5A Certified according to DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10): 2006-122 Double insulation, 5000 V rms isolation rating Reinforced insulation per CSA 60950-1-03 and IEC 60950-1 600 V rms (848 V peak) maximum working voltage Reinforced insulation, 846 V peak Reinforced insulation per IEC 60601-1 250 V rms (353 V peak) maximum working voltage File E214100 1 2 File 205078 File 2471900-4880-0001 UL 1577に従い、各ADuM225xは6000V rms以上の絶縁テスト電圧を1秒間加えるテストを実施しています（リーク電流検出の規定値＝10µA）。 DIN V VDE V 0884-10に従い、各ADuM225xは1590Vピーク以上の絶縁テスト電圧を1秒間加えるテストを実施しています（部分放電検出の規定値＝5pC）。「*」マーク付き製 品は、DIN V VDE V 0884-10認定品を表します。 絶縁および安全性関連の仕様 表5 Parameter Symbol Value Rated Dielectric Insulation Voltage Unit Conditions 5000 V rms 1-minute duration Minimum External Air Gap (Clearance) L(I01) 7.46 min mm Measured from input terminals to output terminals, shortest distance through air Minimum External Tracking (Creepage) L(I02) 8.10 min mm Measured from input terminals to output terminals, shortest distance path along body Minimum Internal Gap (Internal Clearance) 0.017 min mm Insulation distance through insulation Tracking Resistance (Comparative Tracking Index) CTI >175 DIN IEC 112/VDE 0303 Part 1 Isolation Group IIIa ―6― V Material Group (DIN VDE 0110, 1/89, Table 1) REV. 0 ADuM2250/ADuM2251 DIN V VDE V 0884-10（VDE V 0884-10）絶縁特性 パッケージ表面の「*」マークは、848Vピーク動作電圧に対してDIN V VDE V 0884-10認定済みであることを表示します。このアイ ソレータは基本的な電気的絶縁を得るのに適していますが、必ず安全性データの範囲内で使用してください。安全性データを超えるよ うな場合は、保護回路を使用する必要があります。 表6 Description Conditions Symbol Characteristic Unit Installation Classification per DIN VDE 0110 For Rated Mains Voltage ≤ 300 V rms I to IV For Rated Mains Voltage ≤ 450 V rms I to II For Rated Mains Voltage ≤ 600 V rms I to II Climatic Classification 40/105/21 Pollution Degree (DIN VDE 0110, Table 1) 2 Maximum Working Insulation Voltage Input-to-Output Test Voltage, Method b1 VIORM x 1.875 = VPR, 100% production test, tm = 1 sec, partial discharge < 5 pC Input-to-Output Test Voltage, Method a VIORM 846 V peak VPR 1590 V peak VPR After Environmental Tests Subgroup 1 VIORM x 1.6 = VPR, tm = 60 sec, partial discharge < 5 pC 1375 V peak After Input and/or Safety Test Subgroup 2 and Subgroup 3 VIORM x 1.2 = VPR, tm = 60 sec, partial discharge < 5 pC 1018 V peak VTR 6000 V peak Highest Allowable Overvoltage Transient overvoltage, tTR = 10 seconds Safety-Limiting Values Maximum value allowed in the event of a failure; see Figure 4 Case Temperature Supply Current 150 °C IS 555 mA VIO = 500 V RS >109 Ω 600 推奨動作条件 500 表7 Parameter 400 Symbol Min Max Unit Operating Temperature TA –40 +105 °C 300 Supply Voltages1 VDD1, VDD2 3.0 200 Input/Output Signal Voltage 100 0 0 50 100 150 AMBIENT TEMPEARTURE (°C) 200 06670-003 SA FE O PE RA TING VDD1 CURRE NT ( mA ) Insulation Resistance at TS TS IDD1 + IDD2 1 図4. 温度ディレーティング・カーブ、DIN V VDE V 0884-10 によるケース温度に対する安全性限界電流の依存性 REV. 0 ―7― 5.5 V VSDA1, VSCL1, VSDA2, VSCL2 5.5 V Capacitive Load, Side 1 CL1 40 pF Capacitive Load, Side 2 CL2 400 pF Static Output Loading, Side 1 ISDA1, ISCL1 0.5 3 mA Static Output Loading, Side 2 ISDA2, ISCL2 0.5 30 mA すべての電圧はそれぞれのグラウンドを基準とします。外部磁界耐性については、 「アプリケーション情報」を参照してください。 ADuM2250/ADuM2251 絶対最大定格 左記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに 恒久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定 格のみを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記 載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありませ ん。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの 信頼性に影響を与えることがあります。 特に指定のない限り、TA＝25℃。 表8 1 2 3 Parameter Symbol Min Max Unit Storage Temperature TST –65 +150 °C Ambient Operating Temperature TA –40 +105 °C Supply Voltages1 VDD1, VDD2 –0.5 +7.0 V Input/Output Voltage,1 Side 1 VSDA1, VSCL1 –0.5 VDD1 + 0.5 V Input/Output Voltage,1 Side 2 VSDA2, VSCL2 –0.5 VDD2 + 0.5 V Average Output Current, IO1 per Pin2 –18 +18 mA Average Output Current, IO2 per Pin2 –100 +100 mA Common-Mode Transients3 –100 +100 kV/µs ESDに関する注意 ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイス です。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、 検知されないまま放電することがあります。本 製品は当社独自の特許技術であるESD保護回路 を内蔵してはいますが、デバイスが高エネル ギーの静電放電を被った場合、損傷を生じる可 能性があります。したがって、性能劣化や機能 低下を防止するため、ESDに対する適切な予防 措置を講じることをお勧めします。 すべての電圧はそれぞれのグラウンドを基準とします。 さまざまな温度に対する最大定格電流値については図4を参照してください。 絶縁バリアを超えるコモンモード過渡電圧を表します。絶対最大定格を超えるコ モンモード過渡電圧を加えると、ラッチアップまたは恒久的損傷が生じることが あります。 ―8― REV. 0 ADuM2250/ADuM2251 ピン配置と機能の説明 GND1* 1 16 GND2* NC 2 15 NC 14 V DD2 13 NC 12 SDA 2 11 SCL 2 GND1* 7 10 NC NC 8 9 GND2* V DD1 3 NC 4 SDA 1 5 SCL 1 6 ADuM2250/ ADuM2251 TOP VIEW (Not to Scale) *PIN 1 AND PIN 7 ARE INTERNALLY CONNECTED. CONNECTING BOTH TO GND1 IS RECOMMENDED. PIN 9 AND PIN 16 ARE INTERNALLY CONNECTED. CONNECTING BOTH TO GND 2 IS RECOMMENDED. 図5. 表9. 06670-004 NC = NO CONNECT ピン配置 ADuM2250のピン機能の説明 ピン番号 記号 説明 1 GND1 グラウンド1。アイソレータのサイド1のグラウンド基準 2 NC 無接続 3 VDD1 電源電圧、3.0∼5.5V 4 NC 無接続 5 SDA1 データ入出力、サイド1 6 SCL1 クロック入出力、サイド1 7 GND1 グラウンド1。アイソレータのサイド1のグラウンド基準 8 NC 無接続 9 GND2 グラウンド2。アイソレータのサイド2の絶縁グラウンド基準 10 NC 無接続 11 SCL2 クロック入出力、サイド2 12 SDA2 データ入出力、サイド2 13 NC 無接続 14 VDD2 電源電圧、3.3∼5.5V 15 NC 無接続 16 GND2 グラウンド2。アイソレータのサイド2の絶縁グラウンド基準 表10. ADuM2251のピン機能の説明 ピン番号 記号 説明 1 GND1 グラウンド1。アイソレータのサイド1のグラウンド基準 2 NC 無接続 3 VDD1 電源電圧、3.0∼5.5V 4 NC 無接続 5 SDA1 データ入出力、サイド1 6 SCL1 クロック入出力、サイド1 7 GND1 グラウンド1。アイソレータのサイド1のグラウンド基準 8 NC 無接続 9 GND2 グラウンド2。アイソレータのサイド2の絶縁グラウンド基準 10 NC 無接続 11 SCL2 クロック入出力、サイド2 12 SDA2 データ入出力、サイド2 13 NC 無接続 14 VDD2 電源電圧、3.3∼5.5V 15 NC 無接続 16 GND2 グラウンド2。アイソレータのサイド2の絶縁グラウンド基準 REV. 0 ―9― ADuM2250/ADuM2251 アプリケーション情報 表11. 機能の説明 ADuM225xのバッファ互換性 2 ADuM225xは各サイドでI C信号とのインターフェースを行い ます。デバイスの内部では、双方向の I 2 C 信号が 2 つの片方向 チャンネルに分割されます。これらは、専用のiCouplerアイソ Side 1 No Yes Side 2 Yes Yes 出力ロジックのローレベルは、VDD1、VDD2の各電圧に依存して いません。同様に、サイド1 の入力ロジックのローレベル閾値 はVDD1に依存していません。一方、サイド2の入力ロジックの ローレベル閾値は、I2C条件との整合性を保つように、0.3VDD2 となるよう設計されています。サイド1とサイド2のI/Oピンは オープンコレクタ出力を提供します。この出力がハイレベルの 場合は、プルアップ抵抗を介してそれぞれの電源電圧に設定さ れます。 サイド2のロジック・レベル／閾値とドライブ機能は標準のI2C 値に完全に準拠しているため、サイド2 ピンによってバスに接 続された複数の ADuM225x デバイスは互いに通信でき、また I2C互換のほかのデバイスとも通信を行うことができます（図7 を参照）。ここで、 I 2 C 互換性と I 2 C 準拠との違いを定義してお きます。「I2C互換性がある」という場合、コンポーネントのロ ジック・レベルまたはドライブ機能は必ずしも I 2 C 仕様の条件 を満たしていませんが、コンポーネントは I 2 C 準拠のデバイス と通信を行うことができます。また、「I2Cに準拠している」と いう場合、コンポーネントのロジック・レベルとドライブ機能 はI2Cの仕様条件を完全に満たしています。 サイド1のピンは変更された出力レベル／入力閾値となるため、 ADuM225xのサイド1はI2C標準に完全に準拠したデバイスとの み通信を行うことができます。言い換えると、ADuM225xのサ イド2はI2Cに準拠していますが、サイド1はI2C互換性しかあり ません。 サイド1 のI/O ピンは、デュアルI/O 閾値検出と同じような方式 を用いているほかの I 2 C バッファに接続しないようにします。 このラッチアップ防止方式は、アナログ・デバイセズを始めと するメーカーが提供している数種の普及型 I 2 C レベル・シフ ト／バス拡張製品に実装されています。 I 2 C バス・バッファ製 品のデータシートでは、バス・セグメントの1 つのバッファの みがデュアル閾値方式を採用しています。バス・セグメントは I 2 C バスの一部であり、絶縁インターフェース、バス・エクス テンダ、またはレベル・シフト・バッファによってバスのほか の部分から絶縁されています。表11は、2つのサイド1バッファ が同じバス・セグメントに接続されていない場合に、1 つのバ スに対して複数のADuM225xコンポーネントがどのように共存 できるかを示します。 ― 10 ― GND1 NC V DD1 NC SDA 1 SCL 1 GND1 NC 1 2 16 ADuM2250 15 3 14 4 DECODE ENCODE 13 5 ENCODE DECODE 12 6 DECODE ENCODE 11 7 ENCODE DECODE 10 GND2 NC V DD2 NC SDA 2 SCL 2 NC 9 8 GND2 06670-006 サイド 1 とサイド 2 の I 2 C ピンは、 3.0 ∼ 5.5V の範囲で動作する I 2 C バスとのインターフェースを行います。各サイドのロジッ ク・ローレベルによりカプラに交差する当該 I/O ピンは、バス 上のほかの I 2 C デバイスに適合するローレベルの閾値にプルダ ウンされます。バスの競合とラッチアップは、SDA1やSCL1の ローレベル入力閾値を同じピンのローレベル出力信号より 50mV以上小さくすれば回避できます。このようにして、サイ ド 1 の出力ロジック・ローレベルがサイド 2 に戻らないように し、状態のラッチによって I 2 C バスがプルダウンするのを防ぎ ます。 Side 2 SYMBOL INDICATES A DUAL THRESHOLD INPUT BUFFER. NC = NO CONNECT 図6. ADuM2250のブロック図 I2C BUS 1 2 µCPU OR SECONDARY BUS SEGMENT V DD1 SDA 1 SCK 1 GND1 16 ADuM2250 15 3 14 4 13 5 12 6 11 7 10 8 9 V DD2 SDA 2 SCK 2 GND2 06670-007 レーション・チャンネルを介して逆方向の通信を行います。各 ペアの1個のチャンネル（図6の各I/Oピンのサイド1入力）は、 外部で生成された入力とそれ自身の出力信号を識別できる特定 の入力バッファおよび出力ドライバを提供します。この働きは、 外部で生成された入力信号を対応するサイド 2 のデータ／ク ロック・ピンに送信するのみです。 Side 1 図7. ADuM2250を使用した代表的な絶縁I2Cインターフェース REV. 0 ADuM2250/ADuM2251 VDD1、VDD2の各電源は内蔵の低電圧ロックアウト機能を使って、 特定の条件を満たす場合にのみ信号チャンネルが動作するよう にします。この機能は、パワーアップ／パワーダウン中に入力 ロジック・ローレベル信号によって I 2 C バスがプルダウンされ るのを防ぎます。 信号チャンネルをイネーブルにするには、以下の条件を満たす 必要があります。 • 両電源電圧が2.5V以上であること。 • 両電源が2.0Vの内部閾値を超えてから40µs以上経過してい ること。 両電源でこの2つの条件が満たされるまで、ADuM225xの出力 はハイレベルにプルアップされています。これによって、ス タートアップ時のバス障害を回避できます。図 8 と図 9 は、高 速／低速入力電源電圧スルーレートの電源状態を示していま す。 トランス出力でのパルスの振幅は1.0V以上となります。デコー ダの検出閾値は約0.5Vであるため、誘導電圧に対して0.5Vの余 裕があります。受信側コイルでの誘導電圧は、次式で求められ ます。 V＝（−dβ/dt）ΣΠrn2; n＝1, 2, ... N ここで、 β＝磁束密度（ガウス） γn＝受信側コイル巻き数n回目の半径（cm） N＝受信側コイルの巻き数 ADuM225xの受信側コイルの形状と、誘導電圧がデコーダにお いて0.5V余裕の最大50%であるという条件を前提にすると、最 大許容磁界は図10のように計算されます。 100 MA XIMUM A L L O WA BL E MA G NE TIC F L UX DE NSITY ( kgau ss) スタートアップ MINIMUM RECOMMENDED OPERATING SUPPLY, 3.0V SUPPLY VALID MINIMUM VALID SUPPLY, 2.5V 10 1 0.1 06670-008 0.001 1k 40µs 図10. 図8. スタートアップ条件、電源電圧のスルーレート ＜12.5V/ms SUPPLY VALID MINIMUM VALID SUPPLY, 2.5V 06670-009 INTERNAL STARTUP THRESHOLD, 2.0V 図9. スタートアップ条件、電源電圧のスルーレート ＞12.5V/ms 磁界耐性 ADuM225xは、外部磁界に対して極めて強い耐性があります。 このデバイスの磁界耐性の限界は、トランスの受信側コイルに 発生する誘導電圧が十分大きくなり、デコーダを誤セットまた はリセットさせる状態が発生する条件で決まります。この状態 が発生する条件を、以下の解析により求めます。ADuM225xは 3V動作が最も感度の高い動作モードであるため、この条件を調 べます。 REV. 0 100M 最大許容外部磁束密度 たとえば、磁界周波数＝1MHzで、最大許容磁界＝0.2キロ・ガ ウスの場合、受信側コイルでの誘導電圧は 0.25V になります。 これは検出閾値の約50%にあたり、出力遷移の誤動作はありま せん。同様に、このような条件が送信パルス内に存在すると （さらに最悪時の極性であっても）、受信パルスは1.0V以上から 0.75Vへ減少します（この場合でも、デコーダの検出閾値0.5V より余裕があります）。 MINIMUM RECOMMENDED OPERATING SUPPLY, 3.0V 40µs 10k 1M 10M 100k MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz) 06670-010 0.01 INTERNAL STARTUP THRESHOLD, 2.0V ― 11 ― ADuM2250/ADuM2251 1000 強い磁界に高周波が重なると、PCボードのパターンで形成され るループに十分大きな誤差電圧が誘導されて、後段回路の閾値 がトリガされます。パターンのレイアウトでは、これを防止す る必要があります。 DISTANCE = 1m 100 10 DISTANCE = 100mm 1 DISTANCE = 5mm 0.1 0.01 1k 10k 100k 1M 10M MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz) 図11. ― 12 ― 100M 06670-011 MA XIMUM A L L O WA BL E CURRE NT ( kA ) 前述の磁束密度値は、ADuM225xトランスから任意の距離だけ 離れた、規定の電流値に対応します。図11は、任意の距離に対 する周波数の関数としての許容電流値を示します。図から読み 取れるように、ADuM225xの耐性は極めて高く、影響を受ける のは、高周波でかつこのICに近接して流れる極めて大きな電流 の場合に限られます。前述の1MHzの例では、部品動作に影響 を与えるには、0.5kAの電流をADuM225xから5mmの距離まで 近づける必要があります。 電流とADuM2250/ ADuM2251間のさまざまな距離に 対する最大許容電流 REV. 0 ADuM2250/ADuM2251 外形寸法 10.50 (0.4134) 10.10 (0.3976) 9 16 7.60 (0.2992) 7.40 (0.2913) 0.30 (0.0118) 0.10 (0.0039) 0.51 (0.0201) 0.31 (0.0122) 2.65 (0.1043) 2.35 (0.0925) SEATING PLANE 0.75 (0.0295) 0.25 (0.0098) 45° 8° 0° 1.27 (0.0500) 0.40 (0.0157) 0.33 (0.0130) 0.20 (0.0079) 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. 図12. D06670-0-4/07(0)-J 1.27 (0.0500) BSC COPLANARITY 0.10 10.65 (0.4193) 10.00 (0.3937) 8 030707-B 1 16ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ［SOIC_W］ ワイドボディ（RW-16） 寸法単位：mm（インチ） オーダー・ガイド Model Number of Inputs, VDD1 Side Number of Inputs, VDD2 Side Maximum Data Rate (Mbps) Temperature Range Package Description ADuM2250ARWZ1 2 2 1 –40°C to +105°C 16-Lead SOIC_W RW-16 ADuM2250ARWZ-RL1 2 2 1 –40°C to +105°C 16-Lead SOIC_W, 13" Reel RW-16 ADuM2251ARWZ1 2 1 1 –40°C to +105°C 16-Lead SOIC_W RW-16 2 1 1 –40°C to +105°C 16-Lead SOIC_W, 13" Reel RW-16 ADuM2251ARWZ-RL 1 1 Z＝RoHS準拠製品 REV. 0 ― 13 ― Package Option