5 kV rms信号和电源隔离
RS-485收发器，提供±15 kV ESD保护
ADM2682E/ADM2687E
产品特性
功能框图
VCC
VISOOUT
isoPower DC-TO-DC CONVERTER
OSCILLATOR
RECTIFIER
VISOIN
REGULATOR
TRANSCEIVER
DIGITAL ISOLATION iCoupler
Y
TxD
ENCODE
DECODE
D
Z
DE
ENCODE
DECODE
RxD
DECODE
ENCODE
A
R
B
ADM2682E/ADM2687E
RE
GND1
ISOLATION
BARRIER
GND2
图1.
应用
隔离式RS-485/RS-422接口
工业现场网络
多点数据传输系统
概述
ADM2682E/ADM2687E是具备±15 kV ESD保护功能的完全集
ADM2682E/ADM2687E具有高电平有效驱动器使能特性。
成式5 kV rm信号和电源隔离数据收发器，适合多点传输线路
此外具有低电平有效接收器使能特性，禁用时可使接收器
上的高速通信应用。ADM2682E/ADM2687E集成了一个
输出进入高阻态。
5 kV rms隔离DC/DC电源，省去了外部DC/DC隔离模块。
这些器件具有限流和热关断特性，可防止发生输出短路以
器件针对平衡传输线路而设计，符合ANS/TIA/EIA-485-A
及总线竞争导致功耗过大的情况。额定温度范围为工业温
-98和ISO 8482:1987(E)标准。
度范围，提供16引脚、宽体SOIC高集成度封装，爬电距离
该器件集成ADI公司的 iCoupler®技术，将一个3通道隔离
和电气间隙大于8 mm。
器、一个三态差分线路驱动器，一个差分输入接收器和
ADM2682E/ADM2687E采用 isoPower技术，使用高频开关
ADI公司的isoPower®DC/DC转换器集成于单封装中。它们
元件通过变压器传输电力。设计印刷电路板(PCB)布局时
采用5 V或者3.3 V单电源供电，实现完全集成的信号和电源
应特别小心，必须符合相关辐射标准。有关电路板布局考
隔离RS-485解决方案。
量因素的详细信息，请参考AN-0971应用笔记：“isoPower
器件的辐射控制建议”。
Rev. 0
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09927-001
5 kV rms隔离RS-485/RS-422收发器，可配置为半双工或全双工
集成isoPower的隔离式DC/DC转换器
对RS-485输入/输出引脚提供±15 kV ESD保护符合ANSI/TIA/
EIA-485-A-98和ISO 8482:1987(E)标准
数据速率：16 Mbps (ADM2682E)，500 kbps (ADM2687E)
5 V或3.3 V电源供电
总线最多支持与256个节点连接
开路和短路故障保护接收器输入
高共模瞬变抗扰度：>25 kV/μs
热关断保护
安全和法规认证
UL认证(申请中)
依据UL 1577，1分钟5000 V rms
CSA元件验收通知#5A(申请中)
IEC 60601-1：400 V rms(基本)，250 V rms(加强)
IEC 60950-1：600 V rms(基本)，380 V rms(加强)
符合VDE标准证书(申请中)
DIN EN 60747-5-2 (VDE 0884 Part 2): 2003-01
VIORM = 846 V峰值
工作温度范围：−40°C至+85°C
16引脚宽体SOIC封装，超过8 mm的爬电距离和电气间隙
ADM2682E/ADM2687E
目录
产品特性 ............................................................................................ 1
开关特性 .......................................................................................... 15
应用..................................................................................................... 1
电路描述 .......................................................................................... 16
功能框图 ............................................................................................ 1
信号隔离..................................................................................... 16
概述..................................................................................................... 1
电源隔离..................................................................................... 16
修订历史 ............................................................................................ 2
真值表 ......................................................................................... 16
技术规格 ............................................................................................ 3
热关断 ......................................................................................... 16
ADM2682E时序规格.................................................................. 4
开路和短路故障保护接收器输入......................................... 16
ADM2687E时序规格.................................................................. 4
直流正确性和磁场抗扰度 ...................................................... 16
封装特性....................................................................................... 4
应用信息 .......................................................................................... 18
法规信息....................................................................................... 5
PCB布局...................................................................................... 18
隔离和安全相关特性................................................................. 5
EMI考虑因素............................................................................. 18
VDE 0884绝缘特性(申请中) .................................................... 6
隔离寿命..................................................................................... 19
绝对最大额定值............................................................................... 7
隔离电源考虑因素 ................................................................... 19
ESD警告........................................................................................ 7
典型应用..................................................................................... 20
引脚配置和功能描述 ...................................................................... 8
外形尺寸 .......................................................................................... 22
典型性能参数 ................................................................................... 9
订购指南..................................................................................... 22
测试电路 .......................................................................................... 14
修订历史
2011年7月—修订版0：初始版
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ADM2682E/ADM2687E
技术规格
所有电压均参照其各自的地；3.0 ≤ VCC ≤ 5.5 V。除非另有说明，所有最小值/最大值规格适用于整个推荐的工作范围。
除非另有说明，所有典型值规格在TA = 25°C、VCC = 5 V条件下测得。
表1.
参数
ADM2687E电源电流
数据速率≤500 kbps
符号
ICC
ADM2682E电源电流
数据速率=16 Mbps
ICC
最小值
典型值
Δ|VOD|互补输出状态
共模输出电压
Δ|VOC|互补输出状态
短路输出电流
输出漏电流(Y, Z)
逻辑输入DE、RE、TxD
输入阈值低电平
输入阈值高电平
输入电流
接收器
差分输入
差分输入阈值电压
输入电压迟滞
输入电流(A, B)
线路输入电阻
逻辑输出
低输出电压
高输出电压
短路电流
共模瞬变抗扰度1
1
单位
测试条件/注释
140
mA
mA
mA
mA
mA
VCC = 3.3 V，Y和Z之间的负载为100 Ω
VCC = 5 V，Y和Z之间的负载为100 Ω
VCC = 3.3 V，Y和Z之间的负载为54Ω
VCC = 5 V，Y和Z之间的负载为54Ω
Y和Z之间的负载为120 Ω
175
260
130
200
mA
mA
mA
mA
V
Y和Z之间的负载为120 Ω
Y和Z之间的负载为54 Ω
Y和Z之间的负载为120 Ω
Y和Z之间的负载为54 Ω
3.6
3.6
3.6
0.2
3.0
0.2
200
30
V
V
V
V
V
V
mA
µA
RL = 100 Ω (RS-422)，参见图29
RL = 54 Ω (RS-485), see
−7 V ≤ VTEST1 ≤ 12 V，参见图30
RL = 54 Ω或100 Ω，参见图29
RL = 54 Ω或100 Ω，参见图29
RL = 54 Ω或100 Ω，参见图29
90
72
125
98
数据速率=16 Mbps，4.5 ≤ VCC ≤ 5.5 V
隔离电源电压
驱动器
差分输出
差分输出电压，带负载
最大值
VISOOUT
|VOD2|
|VOD3|
∆|V OD|
VOC
∆|V OC|
IOS
IO
3.3
2.0
1.5
1.5
DE = 0 V, RE = 0 V, VCC = 0 V或3.6 V,
VIN = 12 V
DE = 0 V, RE = 0 V, VCC = 0 V或3.6 V,
VIN = −7 V
−30
µA
VIL
VIH
II
0.27 VCC
−10
0.01
V
V
µA
DE, RE, TxD
DE, RE, TxD
DE, RE, TxD
VTH
VHYS
II
−200
−125
15
mV
mV
µA
µA
kΩ
−7 V < VCM < +12 V
VOC = 0 V
DE = 0 V, VCC = 0 V或3.6 V, VIN = 12 V
DE = 0 V, VCC = 0 V或3.6 V, VIN = −7 V
−7 V < VCM < +12 V
V
V
mA
kV/µs
IO = 1.5 mA, VA − VB = −0.2 V
IO = −1.5 mA, VA − VB = 0.2 V
0.7 VCC
10
−30
125
RIN
−100
96
VOL
VOH
VCC − 0.3
0.2
VCC − 0.2
0.4
100
25
VCM = 1 kV，瞬变幅度 = 800 V
CM是在维持额定工作时能保持的最大共模电压压摆率。VCM是逻辑和总线端的共模压差。瞬变幅度是共模压摆的范围。共模电压压摆率适用于共模电压的
上升沿和下降沿。
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ADM2682E/ADM2687E
ADM2682E时序规格
TA = −40°C至+85°C.
表2.
参数
驱动器
最大数据速率
传播延迟，低电平到高电平
传播延迟，高电平到低电平
输出偏斜
上升时间/下降时间
使能时间
禁用时间
接收器
传播延迟，低电平到高电平
传播延迟，高电平到低电平
输出偏斜1
使能时间
禁用时间
1
符号
最小值 典型值 最大值 单位
16
测试条件/注释
tDPLH
tDPHL
tSKEW
tDR, tDF
tZL, tZH
tLZ, tHZ
63
64
1
100
100
8
15
120
150
Mbps
ns
ns
ns
ns
ns
ns
RL = 54 Ω, CL1 = C L2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 54 Ω, CL1 = C L2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 54 Ω, CL1 = CL2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 54 Ω, CL1 = CL2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 110 Ω, CL = 50 pF，参见图32和图37
RL = 110 Ω, CL = 50 pF，参见图32和图37
tRPLH
tRPHL
tSKEW
tZL, tZH
tLZ, tHZ
94
95
1
110
110
12
15
15
ns
ns
ns
ns
ns
CL = 15 pF，参见图33和图36
CL = 15 pF，参见图33和图36
CL = 15 pF，参见图33和图36
RL = 1 kΩ, CL = 15 pF，参见图34和图38
RL = 1 kΩ, CL = 15 pF，参见图34和图38
通过设计保证。
ADM2687E时序规格
TA = −40°C至+85°C.
表3.
参数
驱动器
最大数据速率
传播延迟，低电平到高电平
传播延迟，高电平到低电平
输出偏斜
上升时间/下降时间
使能时间
禁用时间
接收器
传播延迟，低电平到高电平
传播延迟，高电平到低电平
输出偏斜
使能时间
禁用时间
符号
tDPLH
tDPHL
tSKEW
tDR, tDF
tZL, tZH
tLZ, tHZ
最小值 典型值 最大值 单位
500
250
250
503
510
7
700
700
100
1100
2.5
200
kbps
ns
ns
ns
ns
µs
ns
91
95
4
200
200
30
15
15
ns
ns
ns
ns
ns
200
tRPLH
tRPHL
tSKEW
tZL, tZH
tLZ, tHZ
测试条件/注释
RL = 54 Ω, CL1 = C L2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 54 Ω, CL1 = C L2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 54 Ω, CL1 = CL2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 54 Ω, CL1 = CL2 = 100 pF，参见图31和图35
RL = 110 Ω, CL = 50 pF，参见图32和图37
RL = 110 Ω, CL = 50 pF，参见图32和图37
CL = 15 pF，参见图33和图36
CL = 15 pF，参见图33和图36
CL = 15 pF，参见图33和图36
RL = 1 kΩ, CL = 15 pF，参见图34和图38
RL = 1 kΩ, CL = 15 pF，参见图34和图38
封装特性
表4.
参数
电阻(输入至输出)1
电容(输入至输出)1
输入电容2
1
2
符号
RI-O
CI-O
CI
最小值 典型值 最大值
1012
3
4
假设器件为双端器件：将引脚1与引脚8短接，引脚9与引脚16短接。
输入电容是从任意输入数据引脚到地的容值。
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单位
Ω
pF
pF
测试条件/注释
f = 1 MHz
ADM2682E/ADM2687E
法规信息
表5. ADM2682E/ADM2687E认证(申请中)
机构
UL(申请中)
CSA(申请中)
VDE(申请中)
认证类型
在UL公司的UL 1577器件认可程序下进行认可。
单一保护，5000 V rms隔离电压。
依据UL 1577，每个ADM2682E/ADM2687E器件都经过1秒钟绝缘测试电压≥ 6000 V rms的验证测试。
CSA元件验收通知#5A批准。
加强绝缘符合IEC 60601-1标准，250 V rms(353 V峰值)最大工作电压。
基本绝缘符合IEC 60601-1标准，400 V rms(566 V峰值)最大工作电压。
加强绝缘符合CSA 60950-1-07和IEC 60950-1标准，380 V rms(537 V峰值)最大工作电压。
基本绝缘符合CSA 60950-1-07和IEC 60950-1标准，600 V rms (848 V峰值)最大工作电压。
根据DIN EN 60747-5-2 (VDE 0884 Part 2):2003-01进行认证。
依据DIN EN 60747-5-2，每个ADM2682E/ADM2687E器件都经过1秒钟绝缘测试电压≥1590 V峰值的验证测试。
隔离和安全相关特性
表6.
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
符号
漏电阴抗(相对漏电指数)
隔离组
CTI
L(I01)
L(I02)
值
5000
>8.0
>8.0
最小值
0.017
>175
IIIa
单位
V rms
mm
mm
mm
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
V
DIN IEC 112/VDE 0303-1
材料组(DIN VDE 0110:1989-01，表1)
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ADM2682E/ADM2687E
VDE 0884绝缘特性(申请中)
此隔离器适合安全限制数据范围内的基本电子隔离，必须通过保护电路保持安全数据。
表7.
描述
分类
DIN VDE 0110装置分类
额定电源电压
≤300 V rms
≤450 V rms
≤600 V rms
环境分类
污染等级
电压
最大工作绝缘电压
输入至输出测试电压
方法b1
方法a
跟随环境测试，子类1
跟随输入和/或安全测试，
子类2/子类3
最高允许过压
安全限值
壳温
输入电流
输出电流
TS上的绝缘电阻
测试条件/注释
符号
特性
单位
I至IV
I至III
I至II
40/85/21
2
表1 DIN VDE 0110
VIORM
VPR
846
V峰值
VIORM × 1.875 = VPR，100%经生产测试，
tm = 1秒，局部放电< 5 pC
1590
V峰值
VIORM × 1.6 = VPR，tm = 60秒，局部放电 < 5 pC
VIORM × 1.2 = VPR，tm = 60秒，局部放电 < 5 pC
1375
1018
V峰值
V峰值
VTR
6000
V峰值
TS
IS, INPUT
IS, OUTPUT
RS
150
265
335
>109
°C
mA
mA
Ω
瞬变过压，tTR = 10秒
出现故障时允许的最大值
VIO = 500 V
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ADM2682E/ADM2687E
绝对最大额定值
除非另有说明，TA = 25°C。所有电压均参照其各自的地。
表8.
参数
VCC
数字输入电压(DE、RE、TxD)
数字输出电压(RxD)
驱动器输出/接收器输入电压
工作温度范围
存储温度范围
ESD(人体模型)
在A、B、Y和Z引脚
ESD(人体模型)在其他引脚
热阻θJA
引脚温度
焊接(10秒)
气相(60秒)
红外(15秒)
额定值
−0.5 V至+7 V
−0.5 V至VDD + 0.5 V
−0.5 V至VDD + 0.5 V
−9 V至+14 V
−40°C至+85°C
−55°C至+150°C
±15 kV
±2 kV
52°C/W
表9. 最大连续工作电压1
参数
交流电压
双极性波形
单极性波形
基本绝缘
增强绝缘
直流电压
基本绝缘
增强绝缘
1
260°C
215°C
220°C
最大值 单位
424
V峰值
600
537
V峰值
V峰值
600
537
V峰值
V峰值
参考标准
所有认证，
最少50年寿命
IEC 60950-1最大
认证工作电压
IEC 60950-1最大
认证工作电压
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。
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。
Rev. 0 | Page 7 of 24
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。
ADM2682E/ADM2687E
引脚配置和功能描述
GND1 1
16 GND2
VCC 2
RE 4
DE 5
TxD 6
ADM2682E/
ADM2687E
TOP VIEW
(Not to Scale)
VCC 7
14 A
13 B
12 Z
11 Y
10 VISOOUT
GND1 8
9
NOTES
1. PIN 10AND PIN 15 MUST BE
CONNECTED EXTERNALLY.
GND2
09927-002
RxD 3
15 VISOIN
图2. 引脚配置
表10. 引脚功能描述
引脚编号
1
2
3
引脚名称
GND1
VCC
RxD
4
5
6
7
8
9
10
RE
DE
TxD
VCC
GND1
GND2
VISOOUT
11
12
13
14
15
Y
Z
B
A
VISOIN
16
GND2
描述
地，逻辑侧。
逻辑侧电源。建议在引脚2和引脚1之间连接一个0.1 μF和一个0.01 μF去耦电容。
接收器输出数据。当(A − B) ≥ −30 mV时输出为高电平，当(A − B) ≤ –200 mV时输出则为低电平。
当接收器被禁用时，也就是RE拉高时，输出为三态。
接收器使能输入。低电平有效输入。输入为低电平时使能接收器，输入为高电平时则禁用接收器。
驱动器使能输入。输入为高电平时使能驱动器，输入为低电平时则禁用驱动器。
驱动器输入。由驱动器传输的数据从此引脚输入
逻辑侧电源。建议在引脚7和引脚8之间连接一个0.1 μF和一个10 μF去耦电容。
地，逻辑侧。
地，总线侧。
隔离电源输出。该引脚必须从外部连接至VISOIN。建议在引脚10和引脚9之间连接一个10 μF储能电容
和一个0.1 μF去耦电容。
驱动器同相输出。
驱动器反相输出。
接收器反相输入。
接收器同相输入。
隔离电源输入。该引脚必须从外部连接至VISOOUT。建议在引脚15和引脚16之间连接一个0.1 μF和
一个0.01 μF去耦电容。
地，总线侧。
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ADM2682E/ADM2687E
典型性能参数
200
140
120
160
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
RL = 54Ω
140
120
RL = 120Ω
100
80
60
NO LOAD
40
RL = 54Ω
100
80
RL = 120Ω
60
40
–15
10
35
60
85
TEMPERATURE (°C)
0
09927-203
0
–40
1
7
10
13
16
DATA RATE (Mbps)
图3. ADM2682E电源电流(ICC )与温度的关系
(数据速率=16 Mbps，DE = 3.3 V，VCC = 3.3 V)
图6. ADM2682E电源电流(ICC )与数据速率的关系
(TA = 25°C，DE = 5 V，VCC = 5 V)
160
120
140
100
100
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
RL = 54Ω
120
RL = 120Ω
80
60
NO LOAD
40
RL = 54Ω
80
RL = 120Ω
60
40
NO LOAD
–15
10
35
60
85
TEMPERATURE (°C)
0
–40
09927-204
0
–40
–15
10
35
60
85
TEMPERATURE (°C)
图4. ADM2682E电源电流(ICC )与温度的关系
(数据速率=16 Mbps，DE = 5 V，VCC = 5 V)
09927-207
20
20
图7. ADM2687E电源电流(ICC )与温度的关系
(数据速率=500 kbps，DE = 5 V，VCC = 5 V)
180
160
160
140
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
RL = 54Ω
140
120
RL = 120Ω
100
80
60
40
NO LOAD
20
0
1
4
7
120
RL = 54Ω
100
80
RL = 120Ω
60
40
NO LOAD
20
10
13
DATA RATE (Mbps)
16
09927-205
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
4
09927-206
20
20
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
NO LOAD
图5. ADM2682E电源电流(ICC )与数据速率的关系
(TA = 25°C，DE = 3.3 V，VCC = 3.3 V)
0
–40
–15
10
35
60
TEMPERATURE (°C)
图8. ADM2687E电源电流(ICC )与温度的关系
(数据速率=500 kbps，DE = 3.3 V，VCC = 3.3 V)
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85
09927-208
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
180
ADM2682E/ADM2687E
140
600
RL = 54Ω
580
DRIVER PROPAGATION DELAY (ns)
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
120
100
RL = 120Ω
80
60
40
NO LOAD
20
560
540
tDPLH
520
tDPHL
500
480
460
440
200
275
350
425
500
DATA RATE (kbps)
400
–40
图9. ADM2687E电源电流(ICC )与数据速率的关系
(TA = 25°C，DE = 3.3 V，VCC = 3.3 V)
–15
10
35
TEMPERATURE (°C)
60
85
图12. ADM2687E差分驱动器传播延迟与温度的关系
120
RL = 54Ω
TxD
80
RL = 120Ω
1
60
Z
40
Y
NO LOAD
20
125
200
275
350
425
500
DATA RATE (kbps)
CH1 2.0V
CH3 2.0V
CH2 2.0V
M10.00ns
A CH1
1.28V
09927-109
0
50
2.56V
09927-110
3
09927-210
SUPPLY CURRENT, ICC (mA)
100
图13. ADM2682E驱动器传播延迟
图10. ADM2687E电源电流(ICC )与数据速率的关系
(TA = 25°C，DE = 5 V，VCC = 5 V)
72
68
66
64
tDPHL
62
60
TxD
1
tDPLH
58
Z
56
Y
54
3
52
50
–40
–15
10
35
TEMPERATURE (°C)
60
85
09927-107
DRIVER PROPAGATION DELAY (ns)
70
图11. ADM2682E差分驱动器传播延迟与温度的关系
CH1 2.0V
CH3 2.0V
CH2 2.0V
M200ns
A CH1
图14. ADM2687E驱动器传播延迟
Rev. 0 | Page 10 of 24
09927-108
125
09927-209
420
0
50
ADM2682E/ADM2687E
0.32
0
0.30
OUTPUT LOW VOLTAGE (V)
–20
–30
–40
–50
0.26
0.24
0.22
0
1
2
3
OUTPUT HIGH VOLTAGE (V)
4
5
09927-111
–60
–70
0.28
0.20
–40
–15
10
35
TEMPERATURE (°C)
60
85
图18. 接收器输出低电压与温度的关系
图15. 接收器输出电流与接收器输出高电压的关系
60
B
40
A
1
30
RxD
20
10
1
2
3
OUTPUT LOW VOLTAGE (V)
4
5
CH1 2.0V
CH3 2.0V
CH2 2.0V
M10.00ns
A CH1
2.56V
09927-115
0
09927-112
0
3
2.56V
09927-116
OUTPUT CURRENT (mA)
50
图19. ADM2682E接收器传播延迟
图16. 接收器输出电流与接收器输出低电压的关系
4.75
A
4.73
4.72
4.71
B
1
4.70
4.69
4.68
4.67
4.65
–40
RxD
3
4.66
–15
10
35
TEMPERATURE (°C)
60
85
09927-113
OUTPUT HIGH VOLTAGE (V)
4.74
CH1 2.0V
CH3 2.0V
CH2 2.0V
M10.00ns
A CH1
图20. ADM2687E接收器传播延迟
图17. 接收器输出高电压与温度的关系
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09927-114
OUTPUT CURRENT (mA)
–10
ADM2682E/ADM2687E
3.44
3.43
ISOLATED SUPPLY VOLTAGE (V)
97
96
tRPHL
95
tRPLH
94
93
3.42
3.41
3.40
3.38
RL = 54Ω
3.36
10
35
TEMPERATURE (°C)
60
85
3.34
–40
–15
10
35
60
85
TEMPERATURE (°C)
09927-224
–15
图24. ADM2682E隔离电源电压与温度的关系
(VCC = 5 V，数据速率=16 Mbps)
3.37
100
ISOLATED SUPPLY VOLTAGE (V)
99
98
97
96
tRPHL
95
94
93
92
tRPLH
3.36
3.35
NO LOAD
3.34
RL = 120Ω
3.33
RL = 54Ω
3.32
3.31
–15
10
35
TEMPERATURE (°C)
60
85
3.30
–40
10
35
60
85
TEMPERATURE (°C)
图25. ADM2687E隔离电源电压与温度的关系
(VCC = 3.3 V，数据速率=500 kbps)
图22. ADM2687E接收器传播延迟与温度的关系
3.39
3.39
3.38
ISOLATED SUPPLY VOLTAGE (V)
3.38
NO LOAD
3.37
RL = 120Ω
3.36
RL = 54Ω
3.35
3.34
3.37
3.36
NO LOAD
3.35
RL = 120Ω
3.34
RL = 54Ω
3.33
3.32
–15
10
35
60
TEMPERATURE (°C)
85
09927-223
3.33
–40
–15
3.31
–40
–15
10
35
60
TEMPERATURE (°C)
图26. ADM2687E隔离电源电压与温度的关系
(VCC = 5 V，数据速率=500 kbps)
图23. ADM2682E隔离电源电压与温度的关系
(VCC = 3.3 V，数据速率=16 Mbps)
Rev. 0 | Page 12 of 24
85
09927-226
90
–40
09927-225
91
09927-118
RECEIVER PROPAGATION DELAY (ns)
RL = 120Ω
3.37
图21. ADM2682E接收器传播延迟与温度的关系
ISOLATED SUPPLY VOLTAGE (V)
NO LOAD
3.39
3.35
92
–40
09927-117
RECEIVER PROPAGATION DELAY (ns)
98
ADM2682E/ADM2687E
60
40
40
RL = 120Ω
30
20
NO LOAD
10
0
–40
–15
10
35
60
TEMPERATURE (°C)
85
35
30
RL = 120Ω
25
20
15
10
NO LOAD
5
0
–40
–15
10
35
60
TEMPERATURE (°C)
图28. ADM2687E隔离电源电流与温度的关系
(VCC = 3.3 V，数据速率=500 kbps)
图27. ADM2682E隔离电源电流与温度的关系
(VCC = 3.3 V，数据速率=16 Mbps)
Rev. 0 | Page 13 of 24
85
09927-228
ISOLATED SUPPLY CURRENT (mA)
50
09927-227
ISOLATED SUPPLY CURRENT (mA)
RL = 54Ω
RL = 54Ω
ADM2682E/ADM2687E
测试电路
RL
2
VOD2
RL
2
VOC
TxD
09927-003
Z
VOUT
Y
图32. 驱动器使能/禁用
375Ω
A
60Ω
Z
RxD
VTEST
B
TxD
VCC
+1.5V
CL
S1
RL
–1.5V
CL
09927-005
Z
CL
图33. 接收器传播延迟
图30. 共模条件下的驱动器电压测量
Y
VOUT
RE
RE
RxD
RL
CL
VOUT
RE IN
图31. 驱动器传播延迟
图34. 接收器使能/禁用
Rev. 0 | Page 14 of 24
S2
09927-008
375Ω
09927-004
VOD3
TxD
S2
CL
50pF
Z
图29. 驱动器电压测量
Y
RL
110Ω
S1
DE
VCC
09927-007
TxD
09927-006
Y
ADM2682E/ADM2687E
开关特性
VCC
VCC/2
0V
VCC/2
tDPLH
tDPHL
VCC
Z
1/2VO
DE
90% POINT
VDIFF
10% POINT
tSKEW = │tDPHL – tDPLH │
VOL + 0.5V
tZH
10% POINT
tDF
tDR
tLZ
2.3V
Y, Z
90% POINT
VDIFF = V(Y) – V(Z)
VOL
tHZ
2.3V
VOH
VOH – 0.5V
Y, Z
09927-009
–VO
0.5VCC
0V
tZL
Y
+VO
0.5VCC
09927-011
VO
图37. 驱动器使能/禁用时序
图35. 驱动器传播延迟，上升/下降时序
VIH
RE
0.5VCC
0.5VCC
VIL
0V
0V
tRPLH
tRPHL
tZL
1.5V
RxD
VOH
tLZ
VOL + 0.5V
OUTPUT LOW
tZH
OUTPUT HIGH
1.5V
tSKEW = |tRPLH – tRPHL |
1.5V
VOL
09927-010
RxD
RxD
1.5V
0V
图38. 接收器使能/禁用时序
图36. 接收器传播延迟
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VOL
tHZ
VOH – 0.5V
VOH
09927-012
A–B
ADM2682E/ADM2687E
电路描述
信号隔离
表13.接收(缩略语见表11)
ADM2682E/ADM2687E的5 kV rms信号隔离是在接口的逻辑
侧实现的。该器件通过数字隔离部分和收发器部分实现信
号的隔离(见图1)。施加到TxD和DE引脚的数据以逻辑地
(GND1)为参考，它通过在隔离栅上的耦合出现在收发器部
分，此时以隔离地(GND2)为参考。同样的，单端接收器输
出信号以收发器部分的隔离地为参考，它通过在隔离栅上
的耦合出现在RxD引脚，此时以逻辑地为参考。
输入
A−B
≥ −0.03 V
≤ −0.2 V
−0.2 V < A − B < −0.03 V
输入开路
X
输出
RE
L或NC
L或NC
L或NC
L或NC
H
RxD
H
L
I
H
Z
热关断
电源隔离
ADM2682E/ADM2687E包含热关断电路，在故障条件下防
ADM2682E/ADM2687E的5 kV rms电源隔离是通过集成isoPower
止器件功耗过大。发送器的输出端短接至一个低阻抗源时
的隔离式DC/DC转换器实现的。ADM2682E/ADM2687E的
会产生很大的驱动器电流。热传感器电路可检测此状态下
DC/DC转换器部分的工作原理与当今大多数电源相同。它
芯片的温度升高并关闭驱动器输出。该电路用于在芯片温
采用副边控制器结构，集成隔离脉宽调制(PWM)反馈。
度达到150°C时关闭驱动器。当器件冷却至140°C时，驱动
VCC电源为振荡电路供电，该电路可将电流切换至一个芯
器会被重新使能。
片级空芯变压器。传输至副边的电源经过整流并调整到
3.3 V。副(VISO)边控制器通过产生PWM控制信号调整输出，
该控制信号通过专用iCoupler(5 kV rms信号隔离)数据通道被
送到原(VCC)边。PWM调制振荡电路来控制传送到副边的
功率。通过反馈可以实现更高的功率和效率。
开路和短路故障保护接收器输入
接收器的输入端具有开路和短路故障保护特性，当输入端
为开路或者短路时确保接收器输出为高电平。在线路空闲
状态下，总线上没有驱动器被使能时，在接收器端接电阻
上的电压衰减到0 V。对于传统的收发器来说，接收器的输
真值表
入阈值在－200mV到＋200mV之间，这意味着在A和B引脚
此部分的真值表使用表11中的缩略语。
处需要外部偏置电阻以确保接收器的输出处于已知状态。
短路故障保护接收器输入特性可将接收器输入阈值指定在
表11. 真值表缩略语
字母
H
L
X
I
Z
NC
−30 mV至−200 mV之间，因此无需偏置电阻。被保证的负
描述
高电平
低电平
无关
不确定
高阻抗(关)
不连接
阈值意味着当A和B之间的电压衰减到0 V时，接收器的输出
确保为高电平。
直流正确性和磁场抗扰度
经过隔离栅的数字信号传输使用 iCoupler技术。这一技术
采用了芯片级变压器绕组来将数字信号从隔离栅的一侧磁
耦合至另外一侧。将数字输入编码为波形后能够激励变压
器初级绕组。在次级绕组，感应的波形被解码为最初发送
表12.发送(缩略语见表11)
输入
DE
H
H
L
X
的二进制值。
输出
TxD
H
L
X
X
Y
H
L
Z
Z
Z
L
H
Z
Z
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。当输入端超过1 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5 μs内没有接收到内部脉冲，则
认为输入侧没有供电或者无效。在这种情况下，隔离器的
输出被看门狗定时器电路强制设置为默认状态。
Rev. 0 | Page 16 of 24
ADM2682E/ADM2687E
这个情况应该只会在ADM2682E/ADM2687E器件的上电和
例如，在1 MHz的磁场频率下，最大允许0.2K高斯的磁场在
关断过程中出现。ADM2682E/ADM2687E磁场抗扰度的限
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%
制是由变压器接收线圈中感应电压的状态决定的，电压足
并且不会引起输出转换错误。同样的，如果这样的情况在
够大就会错误地置位或复位解码器。下面的分析说明此情
发送脉冲时发生(最差的极性)，这会使接收到的脉冲从大
况发生的条件。
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。
检测ADM2682E/ADM2687E的3.3 V工作电压是因为它在此
先前的磁通密度值对应于与ADM2682E/ADM2687E变压器
条件下工作时最易受到干扰。变压器输出端脉冲的幅度大
给定距离的额定电流幅度。图40表明这些允许的电流幅度
于1.0 V。解码器的检测阈值大约是0.5 V，因此有一个0.5 V
是 频 率 与 所 选 距 离 的 函 数 。 见 图 40所 示 ， ADM2682E/
的感应电压噪声容限。接收线圈上的感应电压由以下公式
ADM2687E只有在离器件很近的高频大电流下才被影响。
计算：
例如1 MHz时，0.5 kA电流必须放置在距离ADM2682E/
ADM2687E 5mm以外的时候才不会影响器件的工作。
V = (−dβ/dt)Σπrn2; n = 1, 2, … , N
1k
N是接收线圈匝数。
rn是接收线圈第n圈的半径(cm)。
给定ADM2682E/ADM2687E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39所示计算。
MAXIMUM ALLOWABLE MAGNETIC FLUX
DENSITY (kgauss)
100
DISTANCE = 1m
100
10
DISTANCE = 100mm
1
DISTANCE = 5mm
0.1
0.01
10
1k
10k
100k
1M
10M
MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz)
100M
09927-020
β是磁通量密度(高斯)。
MAXIMUM ALLOWABLE CURRENT (kA)
其中：
图40. 不同电流至ADM2682E/ADM2687E
距离下的最大允许电流
1
请注意，在强磁场和高频率的叠加作用下，PCB走线形成
0.1
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
0.01
10k
1M
10M
100k
MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz)
100M
09927-019
0.001
1k
种情况。
图39. 最大允许外部磁通密度
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ADM2682E/ADM2687E
应用信息
PCB布局布线
在具有高共模瞬变的应用中，应确保隔离栅两端的电路板
ADM2682E/ADM2687E的隔离RS-422/RS-485收发器包含
耦合最小。此外，如此设计电路板布局，任何耦合都不会
iso Power集成DC/DC转换器，逻辑接口无需外部接口电
出现并影响器件侧所有的引脚。如果不满足设计要求将会
路。输入和输出供电引脚需要电源旁路(见图41)。ADM2682E/
使引脚间的电压差异超过器件的绝对最大额定值，造成器
ADM2687E的电源部分采用一个180 MHz的振荡频率通过其
件闩锁和/或者永久损坏。
芯片级变压器高效地传输功率。此外，在正常工作模式下
ADM2682E/ADM2687E在满载下功耗约675 mW。因为不可
iCoupler的数据部分在电源引脚上引入开关瞬变。
能在隔离器上放置散热器，芯片主要通过GND引脚将热量
在多个工作频率下都需要旁路电容。噪声抑制需要一个低
耗散到PCB。如果在高温环境下使用这些器件，则需要提
电感高频电容，而纹波抑制和适当的调整则需要一个大容
供从GND引脚到PCB接地层的散热路径。图41所示的电路
值的电容。这些电容接在引脚1 (GND1)和引脚2 (VCC)之间，
板布局加大了引脚1、8、9和16的焊盘。通过焊盘到接地
以及引脚7 (VCC)和引脚8 (GND1)之间。VISOIN和VISOOUT的电容
层的多个过孔显著降低芯片内部的温度。扩大焊盘的尺寸
分别接在引脚9(GND2)和引脚10(VISOOUT)之间，以及引脚15
由设计人员进行评估并由可用的电路板空间决定。
(VISOIN)和引脚16(GND2)之间。为了抑制噪声并降低纹波，
EMI考虑因素
至少需要并联两个电容，其中较小的电容靠近器件。引脚
9和引脚10处的VISOOUT建议电容值为0.1 μF，引脚7和引脚8处
的VCC建议电容值为10 μF。引脚15和引脚16处的VISOIN建议电
容值为0.01 μF，引脚1和引脚2处VCC建议电容值为0.1 μF。较
小电容建议采用极低电感的陶瓷电容或等效电容。电容两
端到输入电源引脚的走线总长应该小于10 mm。
VCC
2
RxD
3
用，推荐采用接地机壳。如果接地机壳不可行的话，PCB
请参阅AN-0971应用笔记“isoPower器件的辐射控制建议”。
VISOIN
15
14
A
RE
4
13
B
DE
5
12
Z
TxD
6
11
Y
VCC
7
10
GND1
8
9
10µF
100nF
传播，引起边沿和偶极子辐射。对于使用这些器件的应
GND2
16
ADM2682E/
ADM2687E
转换。由此产生的高频电流会在电路板的接地层和电源层
的布局就需要遵循很好的RF设计实践。欲了解更多信息，
10nF
100nF
1
高频率条件下工作，以保证通过小变压器进行高效的功率
VISOOUT
GND2
10µF
100nF
09927-125
GND1
10nF
100nF
ADM2682E/ADM2687E的DC/DC转换器部分器件必须在极
图41. 推荐的PCB布局
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ADM2682E/ADM2687E
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。
离电压波形都应被认为是双极性交流波形，其峰值电压应
隔离衰减率由施加在隔离上的电压波形的参数决定。ADI
限制在表9中列出的50年工作寿命电压以下。
RATED PEAK VOLTAGE
内部隔离结构的寿命。
0V
加速寿命测试是用超过额定连续工作电压的电压进行。确
09927-021
公司进行一系列广泛的评估来确定ADM2682E/ADM2687E
图42. 双极性交流波形
RATED PEAK VOLTAGE
定多种工作条件下的加速系数，利用这些系数可以计算实
作条件下50年工作寿命的峰值电压。在很多情况下，代理
09927-023
际工作电压下的失效时间。表9中显示的值汇总结了几种工
0V
图43. 直流波形
机构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。
ADM2682E/ADM2687E的隔离寿命由施加在隔离栅上的电
0V
NOTES
1. THE VOLTAGE IS SHOWN AS SINUSODIAL FOR ILLUSTRATION
PURPOSES ONLY. IT IS MEANT TO REPRESENT ANY VOLTAGE
WAVEFORM VARYING BETWEEN 0 AND SOME LIMITING VALUE.
THE LIMITING VALUE CAN BE POSITIVE OR NEGATIVE, BUT THE
VOLTAGE CANNOT CROSS 0V.
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42、
图43和图44显示这些不同隔离电压的波形。
09927-022
RATED PEAK VOLTAGE
图44. 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。
隔离电源考虑因素
在单极性交流或者直流电压的情况下，隔离应力显然低得
集成isoPower直流隔离电源的典型输出电压是3.3 V。当器
多。此工作模式在能够获得50年工作时间的前提下，允许
件结温低于130°C时，在ADM2682E/ADM2687E内的隔离
更高的工作电压。表9中列出的工作电压在维持50年最低
电源可以提供55 mA的电流。这包括内部RS-485电路所需的
工作寿命的前提下，提供了符合单极性交流或者直流电压
电流，通常VISOOUT上没有其他电流用于外部应用。
情况下的工作电压。任何与图43和图44中不一致的交叉隔
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ADM2682E/ADM2687E
典型应用
图46和图47是ADM2682E/ADM2687E在半双工和全双工
图 45的 电 路 图 显 示 了 全 双 工 RS-485节 点 上 ADM2682E/
RS-485网络配置中的典型应用。最多有256个收发器可以与
ADM2687E的应用示例。有关电路图中所示电容的建议位
置，请参见“PCB布局”部分。RT端接电阻的放置取决于节
RS-485总线连接。为了使反射最小，将信号线在接收端用
点位置和网络配置。有关端接指导，请参见应用笔记
其特性阻抗进行端接，并且使总线上的分支线长度尽可能
AN-960“RS-485/RS-422电路实施指南”。
地短。对于半双工应用，这意味着线的两端都要进行端
接，因为两端都会成为接收端。
3.3V/5V POWER
SUPPLY
100nF
10µF
100nF
10nF
VCC
VCC
VISOOUT
100nF
10µF
isoPower DC-TO-DC CONVERTER
OSCILLATOR
RECTIFIER
VISOIN
100nF
REGULATOR
DIGITAL ISOLATION iCoupler
TxD
DE
ENCODE
DECODE
ENCODE
DECODE
D
Y
Z
A
RxD
DECODE
R
ENCODE
RE
B
RT
ADM2682E/ADM2687E
GND1
ISOLATION
BARRIER
GND2
GND1
图45 使用ADM2682E/ADM2687E的电路图示例
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09927-124
MICROCONTROLLER
AND UART
TRANSCEIVER
10nF
ADM2682E/ADM2687E
MAXIMUM NUMBER OF TRANSCEIVERS ON BUS = 256
ADM2582E/
ADM2587E
RxD
R
A
A
B
B
RE
TxD
RE
Z
D
RxD
R
RT
RT
DE
ADM2682E/
ADM2687E
DE
Z
Y
D
Y
A
B
ADM2682E/
ADM2687E
R
Z
Y
A
D
RxD RE
B
ADM2682E/
ADM2687E
DE TxD
Z
R
TxD
Y
D
RxD RE
DE TxD
09927-027
NOTES
1. RT IS EQUAL TO THE CHARACTERISTIC IMPEDANCE OF THE CABLE.
2. ISOLATION NOT SHOWN.
图46. ADM2682E/ADM2687E典型半双工RS-485网络
MAXIMUM NUMBER OF NODES = 256
MASTER
SLAVE
A
R
B
RE
Z
Z
DE
TxD
D
RT
D
DE
B
RT
Y
A
ADM2682E/
ADM2687E
TxD
RE
R
RxD
ADM2682E/
ADM2687E
A
B
Z
Y
A
B
Z
Y
SLAVE
SLAVE
R
ADM2682E/
ADM2687E
RxD RE
R
D
RxD RE
DE TxD
D
DE TxD
NOTES
1. RT IS EQUAL TO THE CHARACTERISTIC IMPEDANCE OF THE CABLE.
2. ISOLATION NOT SHOWN.
图47. ADM2682E/ADM2687E典型全双工RS-485网络
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ADM2682E/
ADM2687E
09927-028
RxD
Y
ADM2682E/ADM2687E
外形尺寸
13.00 (0.5118)
12.60 (0.4961)
16
9
7.60 (0.2992)
7.40 (0.2913)
0.30 (0.0118)
0.10 (0.0039)
COPLANARITY
0.10
10.65 (0.4193)
10.00 (0.3937)
8
2.65 (0.1043)
2.35 (0.0925)
1.27
(0.0500)
BSC
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
0.75 (0.0295)
45°
0.25 (0.0098)
8°
0°
SEATING
PLANE
0.33 (0.0130)
0.20 (0.0079)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-013-AC
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.
10-12-2010-A
1
图48. 16引脚标准小型封装，具有增强的爬电性能[SOIC_IC]
宽体
(RI-16-1)
图示尺寸单位：mm和(inch)
订购指南
型号1
ADM2682EBRIZ
ADM2682EBRIZ-RL7
ADM2687EBRIZ
ADM2687EBRIZ-RL7
EVAL-ADM2682EEBZ
EVAL-ADM2687EEBZ
1
数据速率(Mbps)
16
16
0.5
0.5
温度范围
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
Z = 符合RoHS标准的器件。
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封装描述
16引脚 SOIC_IC
16引脚 SOIC_IC
16引脚 SOIC_IC
16引脚 SOIC_IC
ADM2682E评估板
ADM2687E评估板
封装选项
RI-16-1
RI-16-1
RI-16-1
RI-16-1
ADM2682E/ADM2687E
注释
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ADM2682E/ADM2687E
注释
©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D09927sc-0-7/11(0)
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工商网监
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