集成DC/DC转换器的 四通道隔离器 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 特性 功能框图 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 VDD1 1 OSC RECT REG 16 VISO 四个DC-25 Mbps(NRZ)信号隔离通道 GND1 2 15 GNDISO 施密特触发器输入 VIA/VOA 3 4 CHANNELiCOUPLER CORE 14 VOA/VIA 16引脚SOIC封装，爬电距离 大于8.0 mm VIB/VOB 4 ADuM5401/ADuM5402/ 13 VOB/VIB 工作温度最高可达105°C VIC/VOC 5 ADuM5403/ADuM5404 12 VOC/VIC 高共模瞬变抗扰度：>25 kV/µs VOD 6 11 VID 安 全 和UL法认规证认 证 RGCNODUT1 78 190 VGSNEDLISO06577-001 2500 V rms(1分钟)，符合UL 1577标准 图1. ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 CSA元件验收通知#5A(申请中) 符合VDE标准证书(申请中) VIA VOA DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12 3 14 VIB ADuM5401 VOB V = 560 V峰值 4 13 IORM VIC VOC 应RS-用232/RS-422/RS-485收发器 VOD56 1121VID 06577-100 工业现场总线隔离 图2. ADuM5401 电源启动偏置和栅极驱动 隔离传感器接口 VIA VOA 3 14 工业PLC VIB ADuM5402 VOB 4 13 概述 VOC VIC 5 12 AisoDPuoMw5e4r®0隔1/离AD式uMDC54/D02C/A转D换uM器5的40四3/A通D道uM数5字40隔41离均器为。集该成 VOD图63. ADuM540121VID 06577-101 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 VIA VOA 节隔离功率，从而在低功耗隔离设计中，无需使用单独的 3 14 VOB ADuM5403 VIB 隔离DC-DC转换器。利用iCoupler芯片级变压器技术，能 VOC 4 13VIC 5 12 够提供同小时尺隔寸离、逻完辑全信隔号离和的DC解/D决C方转案换。器 的磁性元件，因此可 VOD6 11VID 06577-102 图4. ADuM5403 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 VOA VIA 率(更多信息请参考“订购指南”)。 3 14 VOB ADuM5404 VIB 4 13 isoPower利用高频开关元件，通过其变压器传输功率。设 VOC VIC 5 12 计射标印准刷。电关路于板电(P路CB板)布布局局时考应量特因别素小的心详，细必信须息符，合请相参关考应辐 VOD6 11VID 06577-103 图5. ADuM5404 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， 其它专利正在申请中。 Rev. A 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 One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. 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. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. Fax: 781.461.3113 ©2008 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 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 目录 引脚配置和功能描述..................................................................10 真值表............................................................................................13 特性................................................................................................1 典型工作特性 ..............................................................................14 应用................................................................................................1 术语................................................................................................16 概述................................................................................................1 应用信息........................................................................................17 功能框图........................................................................................1 PCB布局........................................................................................17 修订历史........................................................................................2 热分析............................................................................................18 技术规格........................................................................................3 EMI考虑........................................................................................18 电气特性—5 V原边输入电源/ 传播延迟相关参数......................................................................18 5 V副边隔离电源 ....................................................................3 直流正确性和磁场抗扰度 ........................................................18 电气特性—3.3 V原边输入电源/ 功耗................................................................................................19 3.3 V副边隔离电源..................................................................5 电源考虑........................................................................................20 封装特性....................................................................................7 提高可用功率 ..............................................................................20 法规认证....................................................................................7 隔离寿命........................................................................................21 隔离和安全相关特性..............................................................7 外形尺寸........................................................................................22 DIN V VDE V 0884-10(VDE V 0884-10) 订购指南........................................................................................22 隔离特性....................................................................................8 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5月—修订版0：初始版 2008年11月—修订版0至修订版A 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 Rev. A | Page 2 of 24

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 ≤ V ≤ 5.5 V，V = V ；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 DD1 SEL ISO 围。所有的典型值规格在T = 25°C、V = 5.0 V、V = V 条件下测得。 A DD1 SEL ISO 表1 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 DC/DC转换器电源 设定点 VISO 4.7 5.0 5.4 V I = 0 mA ISO 电压调整率 VISO(LINE) 1 mV/V I = 50 mA，V = 4.5 V至5.5 V ISO DD1 负载调整率 VISO(LOAD) 1 5 % I = 10 mA至90 mA ISO 输出纹波 VISO(RIP) 75 mV p-p 20 MHz带宽，C = 0.1 μF || 10 μF， BO I = 90 mA 输出噪声 VISO(N) 200 mV p-p CISO= 0.1 μF || 10 μF, I 90 mA 开关频率 fOSC 180 MHz BO ISO= 脉宽调制频率 fPWM 625 kHz DC至2 Mbps数据速率1 最大输出电源电流2 IISO(MAX) 100 mA V > 4.5 V，DC至1 MHz ISO 逻辑信号频率 最大输出电源电流时的效率3 34 % I = 100 mA，DC至1 MHz ISO 逻辑信号频率 IDD1电源电流，无VISO负载 IDD1(Q) 19 30 mA I = 0 mA，DC至1 MHz ISO 逻辑信号频率 I 电源电流，满V 负载 IDD1(MAX) 290 mA DD1 ISO C= 0 pF，DC至1 MHz逻辑信号频 率L，V = 4.5 V，I = 100 mA 25 Mbps数据速率(仅CRWZ级) DD ISO IDD1电源电流，无VISO负载 IDD1(D) 68 mA I = 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz ADuM5401 ISO 逻辑信号频率 71 mA I = 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz ADuM5402 ISO 逻辑信号频率 ADuM5403 75 mA I = 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz ISO 逻辑信号频率 ADuM5404 78 mA I = 0 mA，CL= 15 pF，12.5 MHz ISO 逻辑信号频率 可用V 电源电流4 IISO(LOAD) ISO 87 mA C= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率 ADuM5401 L 85 mA C= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率 ADuM5402 L 83 mA C= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率 ADuM5403 L ADuM5404 81 mA C= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率 L 欠压闭锁，V 、V 和V 电源 DD1 DDL ISO 趋正阈值 趋负阈值 VUV+ 2.7 V 迟滞 VUV− 2.4 V V 0.3 V UVH Rev. A | Page 3 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 iCOUPLER数据通道 I/O输入电流 IIA, IIB, −20 +0.01 +20 µA I , I IC ID 逻辑高电平输入阈值 VIH 0.7 × VISO, V 0.7 × V IDD1 逻辑低电平输入阈值 VIL 0.3 × VISO, V 0.3 × V IDD1 逻辑高电平输出电压 RCOUT, VDD1 − 0.3, 5.0 V IOx= −20 μA, VIx= VIxH V , V , V − 0.3 OAH OBH ISO V , V OCH ODH I = −4 mA, V = V VDD1 − 0.5, 4.8 V Ox Ix IxH V − 0.5 ISO 逻辑低电平输出电压 RCOUT, 0.0 0.1 V I = 20 μA, V = V V , V , Ox Ix IxL OAL OBL V , V OCL ODL 0.0 0.4 V I = 4 mA, V = V Ox Ix IxL 交流规格 仅ARWZ级 最小脉冲宽度 PW 1000 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 L 1 Mbps C= 15 pF，CMOS信号电平 最大数据速率 L 传播延迟 tPHL, tPLH 55 100 ns CL= 15 pF，CMOS信号电平 PWD 40 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 脉冲宽度失真，|t − t | L PLH PHL t 50 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 传播延迟偏斜 PSK L t /t 50 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 通道间匹配 PSKCD PSKOD L 仅CRWZ级 PW 40 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 L 最小脉冲宽度 25 Mbps C= 15 pF，CMOS信号电平 L 最大数据速率 t , t 45 60 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 PHL PLH L 传播延迟 PWD 6 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 L 脉冲宽度失真，|t − t | 5 ps/°C C= 15 pF，CMOS信号电平 温度变化率 PLH PHL tPSK 15 ns CLL= 15 pF，CMOS信号电平 传播延迟偏斜 tPSKCD 6 ns CL= 15 pF，CMOS信号电平 通道间匹配，同向通道 t 15 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 通道间匹配，反向通道 PSKOD L 所有型号 输出上升/下降时间(10%至90%) t /t 2.5 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 R F L 逻辑高电平输出时的共模瞬变抗扰度 |CM | 25 35 kV/µs V = V 或V ，V = 1000 V，瞬 H Ix DD ISO CM 变幅度 = 800 V 逻辑低电平输出时的共模瞬变抗扰度 |CML| 25 35 kV/µs V = 0 V,V = 1000 V,瞬变幅度 = Ix CM 800 V 刷新速率 f 1.0 Mbps r 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，V 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IS电O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V 功耗预算中。 ISO 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V 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IS参O 考功耗部分。 Rev. A | Page 4 of 24

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 ≤ V ≤ 3.6 V，V = GND ；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 DD1 SEL ISO 于整个推荐的工作范围。所有的典型值规格在T = 25°C、V = 3.3 V、V = 3.3 V、V = GND 条件下测 A DD1 ISO SEL ISO 得。 表2 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 DC/DC转换器电源 设定点 VISO 3.0 3.3 3.6 V IISO= 0 mA 电压调整率 VISO(LINE) 1 mV/V IISO= 30 mA，VDD1= 3.0 V至3.6 V 负载调整率 VISO(LOAD) 1 5 % IISO= 6 mA至54 mA 输出纹波 VISO(RIP) 50 mV p-p 20 MHz带宽，CBO= 0.1 μF || 10 μF， I = 54 mA ISO 输出噪声 VISO(N) 130 mV p-p CBO= 0.1 μF || 10 μF, IISO= 54 mA 开关频率 fOSC 180 MHz 脉宽调制频率 fPWM 625 kHz DC至2 Mbps数据速率1 最大输出电源电流2 IISO(MAX) 60 mA V > 3.0 V，DC至1 MHz ISO 逻辑信号频率 最大输出电源电流时的效率3 36 % I = 60 mA，DC至1 MHz ISO 逻辑信号频率 I 电源电流，无V 负载 I 14 20 mA DD1 ISO DD1(Q) I = 0 mA，DC至1 MHz ISO 逻辑信号频率 I 电源电流，满V 负载 I 175 mA DD1 ISO DD1(MAX) C= 0 pF，DC至1 MHz逻辑信号频 率L，V = 3.0 V，I = 60 mA 25 Mbps数据速率时的功耗 DD ISO 25 Mbps数据速率(仅CRWZ级) IDD1电源电流，无V 负载 IDD1(D) ISO ADuM5401 44 mA I = 0 mA，C= 15 pF，12.5 MHz ISO L 逻辑信号频率 ADuM5402 46 mA I = 0 mA，C= 15 pF，12.5 MHz ISO L 逻辑信号频率 ADuM5403 47 mA I = 0 mA，C= 15 pF，12.5 MHz ISO L 逻辑信号频率 ADuM5404 51 mA I = 0 mA，C= 15 pF，12.5 MHz ISO L 逻辑信号频率 可用V 电源电流4 ISO 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 I 39 mA C= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率 ISO(LOAD) L ADuM5404 IISO(LOAD) 38 mA C= 15 pF，12.5 MHz逻辑信号频率 L 欠压闭锁，V 、V 和V 电源 DD1 DDL ISO 趋正阈值 V 2.7 V UV+ 趋负阈值 V 2.4 V UV− 迟滞 V 0.3 V UVH Rev. A | Page 5 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 iCOUPLER数据通道 I/O输入电流 I , I , I , I −10 +0.01 +10 µA IA IB IC ID, 逻辑高电平输入阈值 V 0.7 × V , V IH ISO 0.7 × V IDD1 逻辑低电平输入阈值 VIL 0.3 × VISO, V 0.3 × V IDD1 逻辑高电平输出电压 RCOUT, VDD1 − 0.3, 3.3 V IOx= −20 μA, VIx= VIxH V , V , V − 0.3 OAH OBH ISO V , V OCH ODH I = −4 mA, V = V VDD1 − 0.5, 3.1 V Ox Ix IxH V − 0.5 1SO 逻辑低电平输出电压 RCOUT, 0.0 0.1 V I = 20 μA, V = V V , V , Ox Ix IxL OAL OBL V , V OCL ODL 0.0 0.4 V I = 4 mA, V = V Ox Ix IxL 交流规格 仅ARWZ级 最小脉冲宽度 PW 1000 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 L 最大数据速率 1 Mbps C= 15 pF，CMOS信号电平 L 传播延迟 tPHL, tPLH 60 100 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 L 脉冲宽度失真，|t − t | PWD 40 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 传播延迟偏斜 PLH PHL tPSK 50 ns CLL= 15 pF，CMOS信号电平 通道间匹配 tPSKCD/tPSKOD 50 ns CL= 15 pF，CMOS信号电平 仅CRWZ级 PW 40 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 最小脉冲宽度 L 25 Mbps C= 15 pF，CMOS信号电平 最大数据速率 tPHL, tPLH 45 60 ns CL= 15 pF，CMOS信号电平 L 传播延迟 PWD 6 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 L 脉冲宽度失真，|t − t | 5 ps/°C C= 15 pF，CMOS信号电平 PLH PHL L 温度变化率 tPSK 45 ns CL= 15 pF，CMOS信号电平 传播延迟偏斜 tPSKCD 6 ns CL= 15 pF，CMOS信号电平 通道间匹配，同向通道 通道间匹配，反向通道 tPSKOD 15 ns CL= 15 pF，CMOS信号电平 所有型号 输出上升/下降时间(10%至90%) t /t 2.5 ns C= 15 pF，CMOS信号电平 R F L 逻辑高电平输出时的共模瞬变 |CM | 25 35 kV/µs V = V 或V ，V = 1000 V，瞬 抗扰度 H 变Ix幅度D D= 80I0SO V CM 逻辑低电平输出时的共模瞬变 |CML| 25 35 kV/µs V = 0 V,V = 1000 V,瞬变幅度 = 抗扰度 Ix CM 800 V 刷新速率 f 1.0 Mbps r 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，V 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 ISO 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V 功耗预算中。 ISO 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V 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 ISO 时的可用电流计算，请参考功耗部分。 Rev. A | Page 6 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 封装特性 表3 参数 符号 典型值 单位 测试条件 电阻(输入至输出)1 R 1012 Ω I-O 电容(输入至输出)1 CI-O 2.2 pF f = 1 MHz 输入电容2 CI 4.0 pF IC结至环境热阻 θJA 45 °C/W 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。 2 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。 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 CSA元件验收通知#5A批准 DIN V VDE V 0884-10(VDE V 0884- 单一保护，2500 V rms隔离电压 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E214100 文件205078 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 符号 值 单位 测试条件/注释 额定电介质隔离电压 250 0 V rms 持续1分钟 L(I01) >8.0 mm 最小外部气隙(间隙) 测量输入端至输出端，空气最短距离 最小外部爬电距离 L(I02) >8.0 mm 测量输入端至输出端，沿壳体最短距离 最小内部间隙 隔离距离 0.017 mm 最小值 漏电特性 (相对漏电指数) CTI >175 V DIN IEC 112/VDE 0303, Part 1 隔离组 IIIa 材料组(DIN VDE 0110，1/89，表1) Rev. A | Page 7 of 24

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 符号 特性 单位 DIN VDE 0110装置分类 额定电源电压≤ 150 V rms I to IV 额定电源电压≤ 300 V rms I to III 额定电源电压≤ 400 V rms I to II 环境分类 40/105/21 污染度(DIN VDE 0110，表1) 2 最大工作绝缘电压 VIORM 560 V 峰值 输入至输出测试电压，方法b1 V × 1.875 = V ，100%生产测试，t = 1秒， VPR 1050 V 峰值 IORM PR m 局部放电< 5 pC 输入至输出测试电压，方法a V PR 跟随环境测试，子类1 V × 1.6 = V ，t = 60秒，局部放电< 5 pC 896 V 峰值 IORM PR m V × 1.2 = V ，t = 60秒，局部放电< 5 pC 672 V 峰值 跟随输入和/或安全测试，子类2和子类3 IORM PR m 最高允许过压 瞬变过压，t = 10秒 VTR 4000 V 峰值 TR 安全限值 出现故障时允许的最大值(见图6) 壳温 T 150 °C S 第1侧IDD1电流 I 555 mA S1 在T的绝缘电阻 V = 500 V R >109 Ω S IO S 600 A) m500 T ( N E RR400 U C D1 VD300 G N TI RA200 E P O E F100 A S 00 50AMBIENT TEM1P00ERATURE (°C1)50 200 06577-002 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 符号 最小值 最大值 单位 工作温度1 T −40 +85 °C A 电源电压2 V @ V = 0 V V 3.0 3.6 V DD1 SEL DD1 V @ V = V V 4.5 5.5 V DD1 SEL ISO DD1 最小负载3 I 10 mA ISO(MIN) 1 在105°C工作时需要降低最大负载电流，如表8所示。 2 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。 Rev. A | Page 8 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 绝对最大额定值 除非另有说明，T = 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 A 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 表8 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 参数 额定值 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 存储温度(T ) −55°C至+150°C 工作环境温S度T (T ) −40°C至+105°C 件的可靠性。 A 电源电压(V , V )1 −0.5 V至+7.0 V DD ISO V 电源电流2 I S O T = −40°C至+85°C 100 mA A ESD警告 T = −40°C至+105°C 60 mA A 输入电压(V ,V , V , V , V )1, 3 −0.5 V至VDDI + 0.5 V ESD(静电放电)敏感器件。 IA IB IC ID SEL −0.5 V至VDDO + 0.5 V 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 输出电压(RC ,V , V , V , V )1, 3 OUT OA OB OC OD −10 mA至+10 mA 产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量ESD时，器 每个数据输出引脚的平均输出电流4 件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD防范措施，以避 共模瞬变5 −100 kV/μs至+100 kV/μs 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 V 提供V I/O通道上的直流和动态负载电流。确定总V 电源电流时，必须包括此电 ISO ISO ISO 流。当环境温度为85°C至105°C时，须降低最大允许电流。 3 V 和V 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。 DDI DDO 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 最大值 单位 参考标准 交流电压 加强绝缘 424 V 峰值 所有认证工作电压 单极性交流电压 基本绝缘 600 V 峰值 IEC 60950-1工作电压 加强绝缘 560 V 峰值 VDE V 0884-10工作电压 直流电压 基本绝缘 600 V 峰值 IEC 60950-1工作电压 加强绝缘 560 V 峰值 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。 Rev. A | Page 9 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 引脚配置和功能描述 VDD1 1 16 VISO GND1 2 15 GNDISO VIA 3 ADuM5401 14 VOA VIB 4 TOP VIEW 13 VOB VIC 5 (Not to Scale) 12 VOC VOD 6 11 VID RGCNODUT1 78 190 VGSNEDLISO06577-004 图7. ADuM5401引脚配置 表10. ADuM5401引脚功能描述 引脚编号 引脚名称 描述 1 VDD1 原边电源电压 ，3.0 V至5.5 V。 2, 8 GND1 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 V IA 4 V 逻辑输入B。 IB 5 V 逻辑输入C。 IC 6 VOD 逻辑输出D。 7 RC OUT 调节控制输出。此引脚连接到isoPower从机的RC ，以便ADuM5401能控制从机的调节功能。 IN 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。 9, 15 GND ISO 输出电压选择。V = V 时，V 设定点为5.0 V。V = GND 时，V 设定点为3.3 V。 SEL ISO ISO SEL ISO ISO 10 VSEL 逻辑输入D。 11 V ID 逻辑输出C。 12 V OC 逻辑输出B。 13 V OB 14 V 逻辑输出A。 OA 16 VISO 用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。 Rev. A | Page 10 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 VDD1 1 16 VISO GND1 2 15 GNDISO VIA 3 ADuM5402 14 VOA VIB 4 TOP VIEW 13 VOB VOC 5 (Not to Scale) 12 VIC VOD 6 11 VID RGCNODUT1 78 190 VGSNEDLISO06577-005 图8. ADuM5402引脚配置 表11. ADuM5402引脚功能描述 引脚编号 引脚名称 描述 1 VDD1 原边电源 电压，3.0V至5.5V。 2, 8 GND1 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 V IA 4 V 逻辑输入B。 IB 5 VOC 逻辑输出C。 6 VOD 逻辑输出D。 7 RC OUT 调节控制输出。此引脚连接到isoPower从机的R ，以便ADuM5402能控制从机的调节功能。 CIN 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。 9, 15 GND ISO 输出电压选择。V = V 时，V 设定点为5.0 V。V = GNDISO时，V 设定点为3.3V。 SEL ISO ISO SEL ISO 10 VSEL 逻辑输入D。 11 V ID 逻辑输入C。 12 V IC 逻辑输出B。 13 V OB 14 V 逻辑输出A。 OA 16 VISO 用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。 Rev. A | Page 11 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 VDD1 1 16 VISO GND1 2 15 GNDISO VIA 3 ADuM5403 14 VOA VOB 4 TOP VIEW 13 VIB VOC 5 (Not to Scale) 12 VIC VOD 6 11 VID RGCNODUT1 78 190 VGSNEDLISO06577-006 图9. ADuM5403引脚配置 表12. ADuM5403引脚功能描述 引脚编号 引脚名称 描述 1 V 原边电源 电压，3.0 V至5.5 V。 DD1 2, 8 GND1 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 V IA 逻辑输出B。 4 V OB 5 V 逻辑输出C。 OC 6 VOD 逻辑输出D。 7 RCOUT 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。 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。 9, 15 GND ISO 输出电压选择。V = V 时，V 设定点为5.0 V。V = GND 时，V 设定点为3.3 V。 SEL ISO ISO SEL ISO ISO 10 VSEL 逻辑输入D。 11 V ID 逻辑输入C。 12 V IC 逻辑输入B。 13 V IB 逻辑输出A。 14 V OA 16 V 用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。 ISO Rev. A | Page 12 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 VDD1 1 16 VISO GND1 2 15 GNDISO VOA 3 ADuM5404 14 VIA VOB 4 TOP VIEW 13 VIB VOC 5 (Not to Scale) 12 VIC VOD 6 11 VID RGCNODUT1 78 190 VGSNEDLISO06577-007 图10. ADuM5404引脚配置 表13. ADuM5404引脚功能描述 引脚编号 引脚名称 描述 1 V 原边电源 电压，3.0 V至5.5 V。 DD1 2, 8 GND1 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。 逻辑输出A。 3 V OA 逻辑输出B。 4 V OB 5 V 逻辑输出C。 OC 6 VOD 逻辑输出D。 7 RCOUT 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。 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。 9, 15 GND ISO 输出电压选择。V = V 时，V 设定点为5.0 V。V = GND 时，V 设定点为3.3 V。 SEL ISO ISO SEL ISO ISO 10 VSEL 逻辑输入D。 11 V ID 逻辑输入C。 12 V IC 逻辑输入B。 13 V IB 逻辑输入A。 14 V IA 16 V 用于数据通道和外部负载的副边电源 电压输出。 ISO 真值表 表14. 真值表(正逻辑) V 输入1 V 输入 V 状态 V 输入 (V) V 状态 V 输出 (V) V 输出1 注释 Ix SEL DD1 DD1 ISO ISO Ox 高 高 有电 5.0 有电 5.0 高 正常工作，数据为高 低 高 有电 5.0 有电 5.0 低 正常工作，数据为低 高 低 有电 3.3 有电 3.3 高 正常工作，数据为高 低 低 有电 3.3 有电 3.3 低 正常工作，数据为低 高 低 有电 5.0 有电 3.3 高 不推荐使用 低 低 有电 5.0 有电 3.3 低 不推荐使用 高 高 有电 3.3 有电 5.0 高 不推荐使用 低 高 有电 3.3 有电 5.0 低 不推荐使用 1 V 和V 指给定通道(A、B、C或D)的输入和输出信号。 Ix Ox Rev. A | Page 13 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 典型工作特性 40 4.0 4.0 35 3.5 3.5 POWER 30 3.0 3.0 EFFICIENCY (%) 122505 UTCURRENT(A)122...055 212...055 POWER(W) P N 3.3V INPUT/3.3V OUTPUT I 10 5V INPUT/5V OUTPUT 1.0 1.0 IDD 5 0.5 0.5 00 0.02 0.O0U4TPUT 0C.U06RRENT 0(A.0)8 0.10 0.1206577-008 03.0 3.5 I4N.0PUTSU4.P5PLYVO5.L0TAGE5(V.5) 6.0 6.50 06577-011 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，V 短路至GND ISO ISO 1.0 E 0.9 TAGV) 0.8 VOLV/DI TION (W)00..67 OUTPUT (500m A P SI0.5 R DIS0.4 AD 10% LOAD 90% LOAD E O W L O0.3 C P0.2 VVDDDD11== 35.V3,V V, IVSOISO= =5 V3.3V NAMI 0.1 DY 06577-012 0 0 0.02 0.04 IIS0O.0 6(A) 0.08 0.10 0.12 06577-009 (100µs/DIV) 图12. 数据通道空闲时典型总功耗与I 的关系 图15. 典型V 瞬态负载响应，5V输出，10%至90%负载阶跃 ISO ISO 0.12 E G TAV) 0.10 VOLV/DI NT (A) 0.08 UTPUT (500m RE O R U C 0.06 T U D P A T O U 0.04 L 10% LOAD 90% LOAD O 3.3V INPUT/3.3V OUTPUT MIC 5V INPUT/5V OUTPUT A N 0.02 DY 06577-013 00 0.05 0.10 INPU0.T1 5CURR0E.2N0T (A)0.25 0.30 0.3506577-010 (100µs/DIV) 图16. 典型瞬态负载响应，3V输出，10%至90%负载阶跃 图13. 典型隔离输出电源电流I 与外部负载的关系，5V ISO 输入/5V输出和3.3V输入/3.3V输出时无动态电流汲取 Rev. A | Page 14 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 20 5V INPUT/5V OUTPUT 3.3V INPUT/3.3V OUTPUT V) 16 mV/DI mA) E (10 ENT ( 12 L R RIPP CUR UT LY 8 P P T P U U O S V 5 4 图17. VISO = 5 VB输W =出 20电M压Hz 典(40型0n纹s/D波IV)，90%负载 06577-014 00 图20.5 每个反向DA1数T0A据 RA通TE道 (M的1b5p典s)型I 电20源 2506577-017 CH 电流（15 pF输出负载） 5 V) 4 PPLE (10mV/DI URRENT (mA) 3 5V OUTPUT RI SUPPLY C 2 3.3V V 1 3 3. BW = 20MHz (400ns/DIV) 06577-015 00 5 DA1T0A RATE (M1b5ps) 20 2506577-119 图18. V = 3.3 V输出电压典型纹波，90%负载 图21. 每路输入的典型I 动态电源电流 ISO ISO(D) 20 3.0 5V INPUT/5V OUTPUT 3.3V INPUT/3.3V OUTPUT 2.5 16 A) A) NT (m 12 NT (m2.0 SUPPLY CURRE 8 SUPPLY CURRE 11..05 5V3.3V 4 0.5 00 5 DA1T0A RATE (M1b5ps) 20 25 06577-016 00 5 DA1T0A RATE (M1b5ps) 20 2506577-118 图19. 每个正向数据通道的典型I 电源电 图22. 每路输出的典型I 动态电源电 CH ISO(D) 流(15 pF输出负载) 流(15 pF输出负载) Rev. A | Page 15 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 术语 I t 传播延迟 DD1(Q) PLH I 是在V 引脚汲取的最小工作电流，测量条件为 t 传播延迟是从V 信号上升沿的50%水平到V 信 DD1(Q) DD1 PLH Ix Ox V 处无外部负载，并且I/O引脚以低于2 Mbps的速率工 号上升沿的50%水平的时间。 ISO 作，从而无需额外动态电源电流。I 反映最小电流工 DD1(Q) 传播延迟偏斜(t ) 作条件。 PSK t 指器件在建议工作条件范围内的相同工作温 PSK I 度、电源电压和输出负载下工作时测得的t 和/或 DD1(D) PHL I 是同时以25 Mbps的最大数据速率驱动所有通道时 t 的最差情况偏差。 DD1(D) PLH 的典型输入电源电流，满容性负载表示最大动态负载条 通道间匹配 件。输出端的阻性负载应与动态负载区别对待。 通道间匹配指两个通道在相同负载下工作时的传 I 播延迟之差的绝对值。 DD1(MAX) I 是满动态V 负载条件下的输入电流。 DD1(MAX) ISO 最小脉冲宽度 t 传播延迟 最小脉冲宽度指保证额定脉冲宽度失真的最小脉 PHL t 传播延迟是从V 信号下降沿的50%水平到V 信号下 冲宽度。 PHL Ix Ox 降沿的50%水平的时间。 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。 Rev. A | Page 16 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 应用信息 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。V 的旁路电容可以方便地连接 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404DC-DC转换 DD1 在引脚1和引脚2之间，V 的旁路电容可以方便地连接在 器部分的工作原理与当今大多数电源相同。它采用副边控 ISO 引脚15和引脚16之间。 制器结构，集成隔离脉宽调制(PWM)反馈。V 为振荡电 DD1 路提供电源，该电路将开关电流输入一个芯片级空芯变压 为了抑制噪声并降低纹波，至少需要并联两个电容。针对 器。传输至副边的电源经过整流并调整到3.3V或5V。副 V ，推荐的电容值是0.1 μF和10 μF。较小的电容必须具 DD1 (V )边控制器通过产生PWM控制信号调整输出，该控制 有低ESR，建议使用陶瓷电容。 ISO 信号通过专用iCoupler数据通道被送到原(V )边。PWM DD1 请注意，低ESR电容两端到电源引脚的走线总长不得超过 调制振荡电路来控制传送到副边的功率。通过反馈可以实 2mm。如果旁路电容的走线长度超过2 mm，可能会破坏 现更高的功率和效率。 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 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404提供一个调 接旁路电容，除非两个公共地引脚靠近封装连在一起。 节控制输出(RC )信号，可以将该信号连接到其它 OUT isoPower器件。此特性允许通过一个调节器控制多个电源 BYPASS < 2mm 模块而不会发生竞争。当存在辅助电源模块时，可以将 VDD1 VISO GND1 GNDISO VISO引脚连在一起，以用作一个电源。由于只有一条反馈 VIA/VOA VOA/VIA 控制路径，因此电源将无缝地协同工作。 VIB/VOB VOB/VIB VIC/VOC VOC/VIC ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404在V 电源 VID/VOD VOD/VID DD1 保输转入换上器实不现会了因带为迟高滞噪的声欠输压入闭电锁源(U或V者LO上)功电能斜，升此速功率能较慢确 RGCNODUT1 VGSNEDLISO 06577-120 而进入振荡状态。 图23. 推荐的PCB布局 为了获得最佳负载调整率，建议最小负载电流为10 mA。 在具有高共模瞬变的应用中，要确保隔离栅两端的电路板 更小的负载可能会因为PWM脉冲较短或不稳定而在芯片 耦合最小。此外，如此设计电路板布局，任何耦合都不会 上产生过大噪声。在某些情况下，这种方式所产生的过大 出现并影响器件侧所有的引脚。如果不满足设计要求，将 噪声会破坏数据。 会使引脚间的电压差异超过表8规定的绝对最大额定值， PCB布局 造成器件闩锁和/或永久损坏。 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404数字隔离器 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404均为电源器 内置0.5W isoPower集成DC-DC转换器，逻辑接口无需外部 件，在满负载下以最大速度工作时，功耗约为1W。因为 接口电路。输入和输出供电引脚需要电源旁路(见图23)。 不可能在隔离器上放置散热器，芯片主要通过GND引脚将 请注意，引脚1与引脚2之间需要一个低ESR旁路电容，应 热量耗散到PCB。如果器件应用在高温环境下，需要提供 使其尽可能靠近芯片焊盘。 从GND引脚到PCB地平面的散热路径。图23中的电路板布 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的电源部分 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 采用一个180 MHz的振荡频率通过其芯片级变压器高效地 平面的大直径过孔降低电感以及噪声的产生。 传输功率。此外，在正常工作模式下iCouple的数据部分在 散热焊盘中的多个过孔可以显著降低芯片内部的温度。扩 电源引脚上引入开关瞬变。在多个工作频率下都需要旁路 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 电容。噪声 定。 Rev. A | Page 17 of 24

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 μs的逻辑转换，周期的刷新脉冲 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 μs内没有接收到内部脉冲，输入侧则认 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 工作条件是因为这是最易受干扰的工作模式。 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的最新PCB 在变压器输出端脉冲的幅度大于1.0V。解码器的检测阈值 布局建议，请参考应用笔记AN-0971：isoPower器件的辐 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)。 INPUT (VIx) 50% N是接收线圈匝数。 tPLH tPHL OUTPUT (VOx) 50% 06577-018 给圈定的A几D何uM形5状40及1/感AD应uM电5压40，2/解AD码u器M5最40多3/能AD够u有M504.50V4余接量收线的 图24. 传播延迟参数 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 100 入信号时序的保持精度。 X U L F 通道间匹配指单个ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ C 10 TI E N ADuM5404器件内各通道的传播延迟之间的最大差异。 AGss) E MGau 1 传播延迟偏斜指在相同条件下工作的多个ADuM5401/ ABLY (k ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404器件的传播延迟之间的 ALLOWDENSIT0.1 最大差异。 M U M 0.01 XI A M 0.0011k 10kMAGNETI1C0 0FkIELD FREQ1MUENCY (Hz1)0M 100M 06577-019 图25. 最大允许外部磁通密度 Rev. A | Page 18 of 24

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) E IISO 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) COPNRVIMEARRTYER SCEOCNOVNEDRATERRY 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 IDDP(D) IISO(D) 从大于1.0V下降到0.75V，这仍然高于解码器检测阈值 0.5V。 PRIMARY SECONDARY DATA DATA I/O I/O 先前的磁通密度值对应于与ADuM5401/ADuM5402/ 4CH 4CH ADuM5403/ADuM5404变压器给定距离的额定电流幅度。 06577-024 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/ 如图26所示，ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ ADuM5404内的功耗 ADuM5404只有在离器件很近的高频大电流下才被影响。 一个通道只有以高于刷新速率f的速度工作时，才会消耗 r 例如1MHz时，0.5kA电流必须放置在距离ADuM5401/ 动态I/O电流。各通道的动态电流由其数据速率决定。图 ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 5mm以外的时候才不会 19显示一个正向通道的电流，正向的意思是输入位于器件 影响器件的工作。 的V 侧。图20显示一个反向通道的电流，反向的意思是 DD1 输入位于器件的V 侧。图19和图20均假设有一个典型的 ISO 1k 15pF负载。 A) DISTANCE = 1m T (k 100 IDD1总电流的计算公式如下： N E R I = (I × V )/(E × V ) + Σ I ; n = 1 to 4 (1) UR DD1 ISO ISO DD1 CHn E C 10 其中： L AB DISTANCE = 100mm LOW 1 IDD1为总电源输入电流。 L M A DISTANCE = 5mm I 为副边外部负载汲取的电流。 U ISO M MAXI 0.1 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。 0.01 1k 10kMAGNET1IC00 FkIELD FRE1QMUENCY (H1z0)M 100M 06577-020 I汲CH取n为的依电据流图。1 9或图20(视通道方向而定)确定的单一通道所 图26. 不同电流至ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 距离下的最大允许电流 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。 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的电压，以触发后续电路的阈 I = I − Σ I ；n = 1至4 (2) ISO(LOAD) ISO(MAX) ISO(D)n 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。 I 是可用来为外部副边负载供电的电流。 ISO(LOAD) 功耗 I 是VISO处可用的最大外部副边负载电流。 ISO(MAX) V 电源输入为iCoupler数据通道和电源转换器供电。因 DD1 I 是输入或输出通道从V 汲取的动态负载电流，如图 此，无法分别确定数据转换器以及原边和副边I/O通道所 ISO(D)n ISO 21和图22所示。 汲取的静态电流，所有这些静态功耗需求都已合并到I DD1(Q) 电流中，如图27所示。I 总电源电流等于静态工作电 上述分析假设各数据输出端有一个15 pF容性负载。如果容 DD1 性负载大于15pF，则在I 和I 的分析中必须包括额 流、I/O通道所需的动态电流I 和所有外部I 负载之 DD1 ISO(LOAD) DD1(D) ISO 外电流。 和。 Rev. A | Page 19 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 电源考虑 移除V 的电源之后，当达到UVLO电平时，原边的转换 DD1 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404的电源输 器和耦合器关断。副边停止接收功率，开始放电。副边的 入、原边的数据输入通道和副边的数据通道均受欠压闭锁 输出保持其从原边收到的最后状态。或者达到UVLO电 (UVLO)电路保护，防止过早工作。低于最小工作电压 平，输出被置于高阻态，或者输出检测到原边输入无活 时，电源转换器的振荡器保持不活动，所有输入通道驱动 动，因而输出在副边达到UVLO之前被设置为默认低值。 器和刷新电路处于空闲状态。在上电和掉电期间，输出保 提高可用功率 持高阻态，防止不明状态的传输。 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404能够与其它 在对V 施加电源期间，原边电路保持空闲状态，直至达 DD1 兼容的isoPower器件协同工作。RC 引脚允许ADuM5401/ 到UVLO预设电压为止。此时，数据通道初始化为默认低 OUT ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404将其PWM信号提供给 电平输出状态，直至从副边收到数据脉冲。 作为主机的另一个器件，以调节其自身和从机。电源输出 当原边高于UVLO阈值时，数据输入通道对其输入进行采 并联结合，均等分享输出功率。 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 ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404只能是主机 前，副边输入不会提供数据。原边振荡器也开始工作，将 /独立器件，ADuM5200只能是从机/独立器件。ADuM5000 功率传输至副边电源电路。此时，副边V 电压低于其 可以作为主机或从机工作。这意味着ADuM5000、 ISO UVLO限值，副边的调节控制信号尚未产生。这种情况 ADuM520x和ADuM540x只能用于表15所列的主从组合。 下，原边电源振荡器可以自由运行，为副边提供最大功 表15. 允许的isoPower器件组合 率，直到副边电压升至其调节设定点。这将在V 处产生 DD1 从机 非常大的浪涌电流瞬态。达到调节点后，调节控制电路产 主机 ADuM5000 ADuM520x ADuM540x 生调节控制信号，从而调制原边的振荡器。V 电流减 DD1 ADuM5000 是 是 无 小，最后与负载电流成正比。浪涌电流小于图14所示的短 ADuM520x 无 无 无 路电流。浪涌持续时间取决于VISO负载条件和VDD1引脚可 ADuM540x 是 是 无 用的电流。 利用表15中列出的允许主从器件配置组合，可以构建任何 当副边转换器开始接受来自原边的功率时，V 电压开始 ISO 电源和通道数组合。 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， 表16显示isoPower器件如何提供数据通道数与多单元电源 其输出状态与原边输入相关最多需要1μs的时间。 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 数据通道数 电源单元 0 2 4 6 1单元电源 ADuM5000主机 ADuM520x主机 ADuM5401至ADuM5404主机 ADuM5401至ADuM5404主机 ADuM121x 2单元电源 ADuM5000主机 ADuM5000主机 ADuM5401至ADuM5404主机 ADuM5401至ADuM5404主机 ADuM5000主机 ADuM520x从机 ADuM520x从机 ADuM520x从机 3单元电源 ADuM5000主机 ADuM5000主机 ADuM5401至ADuM5404主机 ADuM5401至ADuM5404主机 ADuM5000从机 ADuM5000从机 ADuM5000从机 ADuM520x从机 ADuM5000从机 ADuM520x从机 ADuM5000从机 ADuM5000从机 Rev. A | Page 20 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 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 隔公司离进衰行减一率系由列施广加泛在的隔评离估上来的确电定压A波D形uM的5参401数/A决D定uM。5A40D2I/ 0V 06577-021 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 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 故障时间计算。表9中显示的值总结了几种工作条件下50 0V 06577-023 年工作寿命的峰值电压。在很多情况下，代理测试认证的 图29. 直流波形 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 由施加在隔离栅上的电压波形决定。iCoupler隔离结构度 0V 以不同速率衰减，这由波形是否为双极性交流、单极性交 NOTES: 1. THE VOLTAGE IS SHOWN AS SINUSOIDAL FOR ILLUSTRATION PURPOSES ONLY. IT IS MEANT TO REPRESENT ANY VOLTAGE 的流波或形直。流 决定。图28、图29和图30显示这些不同隔离电压 WTVHOAELV TLEAIFMGOIETR IMCNA GVN AVNRAOYLTIUN CEGR C BOAESNTS WB 0EEV E.PNO S0VIT IAVNED O SRO NMEEG LAITMIIVTEIN, GBU VTA TLHUEE.06577-022 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。 Rev. A | Page 21 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 外形尺寸 10.50 (0.4134) 10.10 (0.3976) 16 9 7.60 (0.2992) 7.40 (0.2913) 1 8 10.65 (0.4193) 10.00 (0.3937) 1.27 (0.0500) 0.75(0.0295) BSC 2.65 (0.1043) 0.25(0.0098) 45° 0.30 (0.0118) 2.35 (0.0925) 8° 0.10 (0.0039) 0° COPLANARITY 0.10 0.51 (0.0201) SPELAATNIENG 0.33 (0.0130) 1.27 (0.0500) 0.31 (0.0122) 0.20 (0.0079) 0.40 (0.0157) COMPLIANTTO JEDEC STANDARDS MS-013-AA C(RINOEFNPEATRRREOENNLCLTEIHN EOGSN DELSIYM)AEANNRDSEI AORRNOESU NANORDEET DAIN-PO MPFRIFLO LMPIIMRLELIATIMTEEER TFSEO; RIRN ECUQHSU EDI VIINMA LEDENENSSTIIOGSN NFS.OR 032707-B 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， 输入数， 最大数据 最大传播延迟， 最大脉冲宽 V 侧 V 侧 速率(Mbps) 5 V (ns) 度失真(ns) DD1 ISO 型号 温度范围(°C) 封装描述 封装选项 ADuM5401ARWZ1, 2 3 1 1 100 40 −40至+105 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 1 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。 2 Z = 符合RoHS标准的兼容器件 Rev. A | Page 22 of 24

ADuM5401/ADuM5402/ADuM5403/ADuM5404 注释 Rev. A | Page 23 of 24

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