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ADUM4070ARIZ

ADUM4070ARIZ

  • 厂商:

    AD(亚德诺)

  • 封装:

    SOIC-IC-16_12.8X7.5MM

  • 描述:

    ADUM4070 - ISOLATED SWITCHING RE

  • 数据手册
  • 价格&库存
ADUM4070ARIZ 数据手册
集成反馈功能的隔离式 开关稳压器 ADuM4070 特性 功能框图 内置补偿的隔离PWM反馈 VISO VDD1 RECTIFIER 原边变压器驱动器可在5 V输入电压下支持2.5 W输出功率 X1 可调的稳压输出:3.3 V至24 V VREG X2 效率高达70% ADuM4070 可调振荡器频率:200 kHz至1 MHz REGULATOR 上电时提供软启动功能 VDD2 5V VDDA 热关断 PRIMARY CONTROLLER/ DRIVER 5,000 V rms隔离 SECONDARY CONTROLLER OC INTERNAL FEEDBACK 高共模瞬变抗扰度: >25 kV/μs GND1 16引脚SOIC封装,爬电距离为8.3 mm FB GND2 10461-001 逐脉冲过流保护 图1. 工作温度最高可达:105°C(最大值) 安全和法规认证(申请中) UL认证:依据UL 1577,1分钟5,000 V rms CSA元件验收通知#5A 符合VDE认证 DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12 VIORM = 849 V峰值 应用 电源启动偏置和栅极驱动 隔离传感器接口 过程控制 概述 ADuM40701是一款稳压DC/DC隔离电源控制器,内部集成 MOSFET驱动器。该DC/DC控制器原边内置一个隔离式 PWM反馈,采用iCoupler®芯片级变压器技术和完整的回路 补偿。无需采用光耦合器进行反馈以及为了稳定性而补偿 环路。 稳压反馈可在整个输出功率范围内提供相对平坦的效率曲 线。ADuM4070可从5.0 V或3.3 V输入电压使能具有3.3 V至 24 V隔离输出电压范围的DC/DC转换器,输出功率达2.5 W。 相比未经调节的隔离DC/DC电源,ADuM4070隔离器可以 提供更加稳定的输出电压和更高的效率。它采用宽体SOIC 封装,完全集成了反馈和环路补偿,提供更小的尺寸和 8.3 mm爬电距离解决方案。 1 受美国专利第5,952,849号、6,873,065号和7,075,329号保护,其它专利正在申请中。 Rev. 0 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. Tel: 781.329.4700 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 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。 ADuM4070 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 ....... 3 电气特性—5 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源 .......... 4 电气特性—5 V原边输入电源/15 V副边隔离电源 ........... 4 封装特性.................................................................................... 5 法规认证(申请中).................................................................... 5 隔离和安全相关特性.............................................................. 5 DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10): 2006-12隔离特性...................................................................... 6 建议工作条件 ........................................................................... 6 绝对最大额定值............................................................................ 7 ESD警告..................................................................................... 7 引脚配置和功能描述 ................................................................... 8 典型性能参数 ................................................................................ 9 应用信息 ....................................................................................... 14 应用原理图 ............................................................................. 14 变压器设计 ............................................................................. 15 变压器匝数比 ......................................................................... 15 变压器ET常数 ........................................................................ 15 变压器原边电感和电阻 ....................................................... 16 变压器隔离电压..................................................................... 16 开关频率.................................................................................. 16 瞬态响应.................................................................................. 16 器件选择.................................................................................. 16 印刷电路板(PCB)布局.......................................................... 17 热分析 ...................................................................................... 17 功耗 .......................................................................................... 17 电源考虑.................................................................................. 17 隔离寿命.................................................................................. 18 外形尺寸 ....................................................................................... 19 订购指南.................................................................................. 19 修订历史 2012年10月—修订版0:初始版 Rev. 0 | Page 2 of 20 ADuM4070 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 ≤ VDD1 = VDDA ≤ 5.5 V,VDD2 = VREG = VISO = 5.0 V,fSW = 500 kHz,所有电压均参照其各自的地(参见图31应用原理图)。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。所有典型规格在TA = 25°C、VDD1 = VDDA = 5.0 V、VDD2 = VREG = VISO = 5.0 V条件下测得。 表1. DC-DC转换器静态规格 参数 DC-DC转换器电源 隔离输出电压 反馈电压设定点 电压调整率1 负载调整率 输出纹波 符号 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 VISO VFB VISO (LINE) VISO (LOAD) VISO (RIP) 4.5 1.15 5.0 1.25 1 1 50 5.5 1.37 10 2 V V mV/V % mV p-p IISO = 0 mA, VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 IISO = 0 mA IISO = 50 mA,VDD1 = VDDA = 4.5 V至5.5 V IISO = 50 mA至200 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA ROC = 50 kΩ ROC = 270 kΩ VOC = VDD2(开环) 输出噪声 VISO (NOISE) 100 mV p-p 开关频率 fSW IDDA静态电流 开关导通电阻 最大输出电源电流 最大输出电流时的效率 IDDA (Q) RON IISO (MAX) 1000 200 318 4 0.5 500 72 kHz kHz kHz mA Ω mA % 192 1 400 515 5 fSW ≤ 1 MHz, VISO = 5.0 V IISO = IISO(MAX), fSW ≤ 1 MHz VDD1是推挽变压器的电源;VDDA是ADuM4070第1侧的电源。 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 ≤ VDD1 = VDDA ≤ 3.6 V,VDD2 = VREG = VISO = 3.3 V,fSW = 500 kHz,所有电压均参照其各自的地(参见图31应用原理图)。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。所有典型规格在TA = 25°C、VDD1 = VDDA = 3.3 V、VDD2 = VREG = VISO = 3.3 V条件下测得。 表2. DC-DC转换器静态规格 参数 DC-DC转换器电源 隔离输出电压 反馈电压设定点 电压调整率1 负载调整率 输出纹波 符号 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 VISO VFB VISO (LINE) VISO (LOAD) VISO (RIP) 3.0 1.15 3.3 1.25 1 1 50 3.63 1.37 10 2 V V mV/V % mV p-p IISO = 0 mA, VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 IISO = 0 mA IISO = 50 mA,VDD1 = VDDA = 3.0 V至3.6 V IISO = 50 mA至200 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA ROC = 50 kΩ ROC = 270 kΩ VOC = VDD2(开环) 输出噪声 VISO (NOISE) 100 mV p-p 开关频率 fSW IDDA静态电流 开关导通电阻 最大输出电源电流 最大输出电流时的效率 IDDA (Q) RON IISO (MAX) 1000 200 318 2 0.6 350 68 kHz kHz kHz mA Ω mA % 192 1 250 515 3.5 VDD1是推挽变压器的电源;VDDA是ADuM4070第1侧的电源。 Rev. 0 | Page 3 of 20 fSW ≤ 1 MHz, VISO = 3.3 V IISO = IISO (MAX), fSW ≤ 1 MHz ADuM4070 电气特性—5 V原边输入电源/3.3 V副边隔离电源 4.5 V ≤ VDD1 = VDDA ≤ 5.5 V,VDD2 = VREG = VISO = 3.3 V,fSW = 500 kHz,所有电压均参照其各自的地(参见图31应用原理图)。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。所有典型规格在TA = 25°C、VDD1 = VDDA = 5.0 V、VDD2 = VREG = VISO = 3.3 V条件下测得。 表3. DC-DC转换器静态规格 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 隔离输出电压 反馈电压设定点 电压调整率1 负载调整率 输出纹波 VISO VFB VISO (LINE) VISO (LOAD) VISO (RIP) 3.0 1.15 3.3 1.25 1 1 50 3.63 1.37 10 2 V V mV/V % mV p-p 输出噪声 VISO (NOISE) 100 mV p-p 开关频率 fSW IDDA静态电流 开关导通电阻 最大输出电源电流 最大输出电流时的效率 IDDA (Q) RON IISO (MAX) 1000 200 318 3.5 0.5 500 70 kHz kHz kHz mA Ω mA % IISO = 0 mA, VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 IISO = 0 mA IISO = 50 mA,VDD1 = VDDA = 4.5 V至5.5 V IISO = 50 mA至200 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA ROC = 50 kΩ ROC = 270 kΩ VOC = VDD2(开环) DC-DC转换器电源 209 1 400 515 5 fSW ≤ 1 MHz, VISO = 3.3 V IISO = IISO (MAX), fSW ≤ 1 MHz VDD1是推挽变压器的电源;VDDA是ADuM4070第1侧的电源。 电气特性—5 V原边输入电源/15 V副边隔离电源 4.5 V ≤ VDD1 = VDDA ≤ 5.5 V,VREG = VISO = 15 V,VDD2 = 5.0 V,fSW = 500 kHz,所有电压均参照其各自的地(参见图32应用原理 图)。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。所有典型规格在TA = 25°C、VDD1 = VDDA = 5.0 V、 VREG = VISO = 15 V、VDD2 = 5.0 V条件下测得。 表4. DC-DC转换器静态规格 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 隔离输出电压 反馈电压设定点 VDD2线性稳压器电压 压差 电压调整率1 负载调整率 输出纹波 VISO VFB VDD2 VDD2 (DO) VISO (LINE) VISO (LOAD) VISO (RIP) 13.8 1.15 4.5 15.0 1.25 5.0 0.5 1 1 200 16.5 1.37 5.5 1.5 20 3 V V V V mV/V % mV p-p IISO = 0 mA, VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 IISO = 0 mA VREG = 7 V至15 V,IDD2 = 0 mA至50 mA IDD2 = 50 mA IISO = 50 mA,VDD1 = VDDA = 4.5 V至5.5 V IISO= 20 mA至80 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA 20 MHz带宽,COUT = 0.1 μF||47 μF, IISO = 100 mA ROC = 50 kΩ ROC = 270 kΩ VOC = VDD2(开环) 输出噪声 VISO (NOISE) 500 mV p-p 开关频率 fSW IDDA静态电流 开关导通电阻 最大输出电源电流 最大输出电流时的效率 IDDA (Q) RON IISO (MAX) 1000 200 318 3.5 0.5 140 78 kHz kHz kHz mA Ω mA % 192 1 100 515 5 VDD1是推挽变压器的电源;VDDA是ADuM4070第1侧的电源。 Rev. 0 | Page 4 of 20 fSW ≤ 1 MHz, VISO = 15.0 V IISO = IISO (MAX), fSW ≤ 1 MHz ADuM4070 封装特性 表5. 参数 电阻和电容 电阻(输入至输出)1 电容(输入至输出)1 IC结至环境热阻 热关断 热关断阈值 热关断迟滞 1 2 符号 最小值 典型值 最大值 单位 RI-O CI-O θJA 1012 2.2 45 Ω pF °C/W TSSD TSSD-HYS 150 20 °C °C 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2 TJ上升 假设器件为双端器件:引脚1至引脚8短接,引脚9至引脚16短接。 热模型定义见热分析部分。 法规认证(申请中) ADuM4070正在接受表6所列机构的认证。关于特定交叉隔离波形和绝缘水平下的推荐最大工作电压,请参阅表11和隔离寿 命部分。 表6. UL 1 UL 1577器件认可程序认可 CSA CSA元件验收通知#5A批准 单一保护,5000 V rms隔离电压 基本绝缘符合CSA 60950-1-03和IEC 60950-1标准, 600 V rms(848 V峰值)最大工作电压 加强绝缘符合CSA 60950-1-03和IEC 60950-1标准, 400 V rms(565 V峰值)最大工作电压 加强绝缘符合IEC 60601-1标准,250 V均方根值(353 V 峰值)最大工作电压 文件205078 文件E214100 1 2 VDE 2 DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10) 认证:2006-12 加强绝缘,849 V峰值 文件2471900-4880-0001 依据UL1577,每个ADuM4070器件都经过1秒钟绝缘测试电压≥ 6000 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 (VDE V 0884-10):2006-12,每个ADuM4070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 (VDE V 0884-10):2006-12认证。 隔离和安全相关特性 表7. 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 漏电阻抗(相对漏电指数) 隔离组 符号 L(I01) L(I02) CTI 值 5000 >8.0 >8.3 0.017 min >400 II 单位 V rms mm mm mm V Rev. 0 | Page 5 of 20 测试条件/注释 持续1分钟 测量输入端至输出端,空气最短距离 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) ADuM4070 DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10): 2006-12隔离特性 此隔离器适合安全限制数据范围内的增强电隔离。保护电路维护安全数据。器件标识中的星号(*)表示通过DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12认证。 表8. 描述 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, 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 浪涌隔离电压 VPEAK = 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 功耗,第1侧、第2侧 在TS的绝缘电阻 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 peak V peak Vpd (m) 1273 V peak Vpd (m) 1018 V peak VIOTM VIOSM 6000 6000 V peak V peak TS PVDDA, PVREG RS 150 2.78 >109 °C W Ω 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 0 50 100 150 CASE TEMPERATURE (°C) 200 10461-002 SAFE OPERATING POWER, PVDDA , PVREG (W) 3.0 图2. 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9. 参数 温度 工作温度 负载 最低负载 符号 最小值 最大值 单位 TA −40 +105 °C IISO (MIN) 10 Rev. 0 | Page 6 of 20 mA ADuM4070 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10. 参数 存储温度范围(TST) 工作环境温度范围(TA) 电源电压1 VDDA, VDD22 VREG, X1, X2 共模瞬变3 1 2 3 额定值 −55 −40°C至+105°C −0.5 V至+7.0 V −0.5 V至+20.0 V −100 kV/μs至+100 kV/μs 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。 各电压均参照其各自的地。 VDD1是推挽变压器的电源;VDDA是ADuM4070第2侧的电源。 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。 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。 表11. 支持最短50年寿命的最大连续工作电压1 参数 交流电压,双极性波形 交流电压,单极性波形 直流电压 1 最大值 565 848 848 单位 V peak V peak V peak 约束条件 最少50年寿命 最少50年寿命 最少50年寿命 指隔离栅上的连续电压幅度。详情见隔离寿命部分。 Rev. 0 | Page 7 of 20 ADuM4070 引脚配置和功能描述 X1 1 16 VREG *GND1 2 NC 3 15 GND2* ADuM4070 14 VDD2 TOP VIEW 13 FB NC 5 (Not to Scale) 12 NC X2 4 NC 6 11 VDDA 7 NC 10 OC *GND1 8 9 GND2* *PIN 2 AND PIN 8 ARE INTERNALLY CONNECTED; IT IS RECOMMENDED THAT BOTH PINS BE CONNECTED TO A COMMON GROUND. PIN 9 AND PIN 15 ARE INTERNALLY CONNECTED; IT IS RECOMMENDED THAT BOTH PINS BE CONNECTED TO A COMMON GROUND. 10461-003 NOTES 1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN. 图3. 引脚配置 表12. 引脚功能描述 引脚编号 1 2, 8 3, 5, 6, 11, 12 4 7 9, 15 10 名称 X1 GND1 NC X2 VDDA GND2 OC 13 FB 14 VDD2 16 VREG 描述 变压器驱动器输出1。 隔离器原边的参考地。引脚2与引脚8内部互连;建议将这两个引脚均连至公共地。 不连接。请勿连接该引脚。 变压器驱动器输出2。 原边电源电压(3.0 V至5.5 V)。在VDDA和GND1间连接一个0.1 μF旁路电容。 隔离器副边的参考地。引脚9与引脚15内部互连;建议将这两个引脚均连至公共地。 振荡器控制引脚。OC引脚高电平连接至VDD2引脚时,副边控制器工作在开环(无调节)模式。为调节输 出电压,需在OC引脚与GND2引脚之间连接一个电阻;副边控制器的工作频率需保持在200 kHz 至1 MHz之间,可通过电阻值编程控制。 副边输出电压VISO的反馈输入。在VISO输出与FB引脚之间连接一个电阻分压器,可使VFB = 1.25 V内 部基准电平,计算公式为VISO= VFB × (R1 + R2)/R2。即使在开环模式下也需要用到电阻分压器,以 便于实现软启动。 隔离器副边的内部电源电压。当向VREG引脚施加足够大的外部电压后,内部调节器将VDD2引脚的 电压稳定在5.0 V。否则,VDD2应处在3.0 V至5.5 V之间。在VDD2与GND2之间连接一个0.1 μF旁路电容。 内部稳压器的输入引脚,可为副边控制器供电。VREG的值应处于5.5 V至15 V之间,以便将VDD2输 出电压稳定在5.0 V。 Rev. 0 | Page 8 of 20 ADuM4070 典型性能参数 90 1500 1400 80 1300 1200 70 EFFICIENCY (%) 900 800 700 600 500 400 50 40 30 20 300 200 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 10461-004 0 ROC (kΩ) 80 70 70 60 60 EFFICIENCY (%) 80 50 40 30 fSW = 1MHz fSW = 700kHz fSW = 500kHz fSW = 200kHz 0 50 100 150 200 250 300 350 400 100 150 200 250 300 350 400 450 500 450 500 LOAD CURRENT (mA) 50 40 30 20 5V INPUT TO 5V OUTPUT 5V INPUT TO 3.3V OUTPUT 3.3V INPUT TO 3.3V OUTPUT 10 0 10461-005 EFFICIENCY (%) 90 10 50 图7. 开关频率fSW =500 kHz,5 V输入至5 V输出时, 在整个温度范围内的典型效率, 使用1:2 Coilcraft变压器(CR7983-CL) 90 20 0 LOAD CURRENT (mA) 图4. 开关频率(fSW )与ROC 电阻的关系 0 TA = –40°C TA = +25°C TA = +105°C 10 100 0 60 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 LOAD CURRENT (mA) 图5. 5 V输入至5 V输出时,不同开关频率下的典型效率, 使用1:2 Coilcraft变压器(CR7983-CL) 10461-008 fSW (kHz) 1000 10461-007 1100 图8. 单电源供电效率,使用1:2 Coilcraft变压器(CR7983-CL), fSW =500 kHz时 70 90 80 60 50 EFFICIENCY (%) 60 50 40 30 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 LOAD CURRENT (mA) 30 fSW = 1MHz fSW = 700kHz fSW = 500kHz fSW = 200kHz 10 图6. 5 V输入至5 V输出时,不同开关频率下的典型效率, 使用1:2 Halo变压器(TGSAD-560V8LF) 0 0 50 100 150 200 LOAD CURRENT (mA) 图9. 3.3 V输入至5 V输出时,不同开关频率下的典型效率, 使用1:3 Coilcraft变压器(CR7984-CL) Rev. 0 | Page 9 of 20 10461-009 10 40 20 fSW = 1MHz fSW = 700kHz fSW = 500kHz fSW = 200kHz 20 10461-006 EFFICIENCY (%) 70 ADuM4070 70 90 80 60 70 40 30 20 0 25 50 75 100 125 150 175 40 30 TA = –40°C TA = +25°C TA = +105°C 10 200 LOAD CURRENT (mA) 0 10461-010 0 80 80 70 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 60 EFFICIENCY (%) 60 50 40 30 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 LOAD CURRENT (mA) 90 80 70 60 50 40 30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 LOAD CURRENT (mA) 10461-012 fSW = 1MHz fSW = 700kHz fSW = 500kHz fSW = 200kHz 10 40 30 10 图11. 5 V输入至15 V输出时,不同开关频率下的典型效率, 使用1:3 Coilcraft变压器(CR7984-CL) 20 50 20 fSW = 1MHz fSW = 700kHz fSW = 500kHz fSW = 200kHz 20 10461-011 EFFICIENCY (%) 70 EFFICIENCY (%) 30 图13. 开关频率fSW =500 kHz,3.3 V输入至5 V输出时, 在整个温度范围内的典型效率, 使用1:3 Coilcraft变压器(CR7984-CL) 90 0 20 LOAD CURRENT (mA) 图10. 开关频率fSW =500 kHz,3.3 V输入至5 V输出时, 在整个温度范围内的典型效率, 使用1:3 Coilcraft变压器(CR7984-CL) 0 10 图12. 5 V输入至15 V输出时,不同开关频率下的典型效率, 使用1:3 Halo变压器(TGSAD-590V8LF) Rev. 0 | Page 10 of 20 0 5V INPUT TO 12V OUTPUT 5V INPUT TO 15V OUTPUT 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 LOAD CURRENT (mA) 50 55 60 65 70 10461-014 0 50 20 TA = –40°C TA = +25°C TA = +105°C 10 60 10461-013 EFFICIENCY (%) EFFICIENCY (%) 50 图14. 双电源供电效率,使用1:5 Coilcraft变压器(CR7985-CL), fSW =500 kHz时 ADuM4070 6 18 16 5 14 12 VISO (V) 3 8 6 2 4 LOAD = 10mA LOAD = 50mA LOAD = 500mA 0 5 10 15 20 25 LOAD = 10mA LOAD = 20mA LOAD = 100mA 2 30 TIME (ms) 0 10461-015 1 0 10 0 5 15 20 25 30 TIME (ms) 图15. 典型VISO 启动,10 mA、50 mA和500 mA输出负载, 5 V输入至5 V输出 图18. 典型VISO 启动,10 mA、20 mA和100 mA输出负载, 5 V输入至15 V输出 5 5.75 COUT = 47µF, L1 = 47µH 5.25 4.75 VISO (V) 4 3 VISO (V) 10 10461-018 VISO (V) 4 4.25 5.75 COUT = 47µF, L1 = 100µH 5.25 4.75 2 0 5 10 15 20 25 30 TIME (ms) 10461-016 0 LOAD = 10mA LOAD = 50mA LOAD = 500mA 1.0 10% LOAD 0.5 0 –2 0 4 6 8 10 12 14 TIME (ms) 图16. 典型VISO 启动,10 mA、50 mA和500 mA输出负载, 5 V输入至3.3 V输出 图19. 典型VISO 负载瞬态响应,500 mA负载的10%至90%, fSW =500 kHz,5 V输入至5 V输出 5 5.75 COUT = 47µF, L1 = 47µH 5.25 4.75 VISO (V) 4 3 4.25 5.75 COUT = 47µF, L1 = 100µH 5.25 4.75 2 0 LOAD = 10mA LOAD = 50mA LOAD = 250mA 0 5 10 15 20 25 30 TIME (ms) 1.0 10% LOAD 0.5 0 –2 0 2 4 90% LOAD 6 8 10 12 14 TIME (ms) 图20. 典型VISO 负载瞬态响应,500 mA负载的10%至90%, 0.1 μF反馈电容,fSW =500 kHz,5 V输入至5 V输出 图17. 典型VISO 启动,10 mA、50 mA和250 mA输出负载, 3.3 V输入至3.3 V输出 Rev. 0 | Page 11 of 20 10461-020 1 ILOAD (A) 4.25 10461-017 VISO (V) 2 90% LOAD 10461-019 1 ILOAD (A) 4.25 ADuM4070 3.0 2.5 2.5 0 –2 0 2 4 90% LOAD 6 8 10 12 14 0 –2 0 2 4 90% LOAD 6 8 10 12 14 TIME (ms) 4.0 18 COUT = 47µF, L1 = 47µH 14 2.5 12 VISO (V) 3.0 4.0 COUT = 47µF, L1 = 100µH 18 12 10% LOAD 0 –2 0 2 4 90% LOAD 6 8 10 12 14 TIME (ms) ILOAD (A) 14 2.5 0.5 COUT = 47µF, L1 = 100µH 16 3.0 1.0 COUT = 47µF, L1 = 47µH 16 10461-022 0.2 10% LOAD 0.1 0 –2 0 2 4 90% LOAD 6 8 10 12 14 TIME (ms) 图22. 典型VISO 负载瞬态响应,500 mA负载的10%至90%, 0.1 μF反馈电容,fSW =500 kHz,5 V输入至3.3 V输出 图25. 典型VISO 负载瞬态响应,100 mA负载的10%至90%, fSW =500 kHz,5 V输入至15 V输出 4.0 18 COUT = 47µF, L1 = 47µH 3.5 14 2.5 12 VISO (V) 3.0 4.0 COUT = 47µF, L1 = 100µH 3.5 18 14 2.5 12 10% LOAD 0.5 0 –2 0 2 4 90% LOAD 6 8 COUT = 47µF, L1 = 100µH 16 3.0 1.0 COUT = 47µF, L1 = 47µH 16 10 12 14 TIME (ms) ILOAD (A) VISO (V) 10% LOAD 0.5 图24. 典型VISO 负载瞬态响应,250 mA负载的10%至90%, 0.1 μF反馈电容,fSW =500 kHz,3.3 V输入至3.3 V输出 3.5 ILOAD (A) 1.0 图21. 典型VISO 负载瞬态响应,500 mA负载的10%至90%, fSW =500 kHz,5 V输入至3.3 V输出 3.5 VISO (V) 10461-021 10% LOAD 0.5 ILOAD (A) 3.0 1.0 COUT = 47µF, L1 = 100µH 3.5 TIME (ms) ILOAD (A) 4.0 0.2 10% LOAD 0.1 0 –2 0 2 4 90% LOAD 6 8 10 12 14 TIME (ms) 图26. 典型VISO 负载瞬态响应,100 mA负载的10%至90%, 0.1 μF反馈电容,fSW =500 kHz,5 V输入至15 V输出 图23. 典型VISO 负载瞬态响应,250 mA负载的10%至90%, fSW =500 kHz,3.3 V输入至3.3 V输出 Rev. 0 | Page 12 of 20 10461-125 COUT = 47µF, L1 = 100µH 10461-126 VISO (V) 2.5 10461-023 VISO (V) 3.0 2.5 4.0 COUT = 47µF, L1 = 47µH 3.5 3.0 3.5 ILOAD (A) 4.0 COUT = 47µF, L1 = 47µH 3.5 10461-127 4.0 ADuM4070 5.06 3.36 3.32 3.28 4.94 3.24 20 20 10 0 –2 –1 0 1 2 TIME (ms) 10 0 –2 –1 0 1 2 TIME (ms) 10461-026 X1 (V) 4.98 10461-024 X1 (V) VISO (V) VISO (V) 5.02 图29. 典型VISO 输出电压纹波,250 mA负载, fSW = 500 kHz,3.3 V输入至3.3 V输出 图27. 典型VISO 输出电压纹波,500 mA负载, fSW = 500 kHz,5 V输入至5 V输出 15.08 3.36 15.06 VISO (V) VISO (V) 15.04 3.32 3.28 15.02 15.00 14.98 20 10 0 –2 –1 0 1 TIME (ms) 2 图28. 典型VISO 输出电压纹波,500 mA负载, fSW = 500 kHz,5 V输入至3.3 V输出 10 0 –2 –1 0 1 TIME (ms) 图30. 典型VISO 输出电压纹波,100 mA负载, fSW = 500 kHz,5 V输入至15 V输出 Rev. 0 | Page 13 of 20 2 10461-027 X1 (V) 14.94 20 10461-025 X1 (V) 14.96 3.24 ADuM4070 应用信息 COUT 47µF VDD1 VDD1 D2 1 X1 16 VREG 2 GND1 15 GND2 3 NC ADuM4070 4 X2 VDD1 0.1µF 图33是一个粗调正电源和无调节负电源的例子,同样采用 倍压二次电路,输出约为±5 V、±12 V和±15 V。 12 NC 6 NC 11 NC 7 VDDA 10 OC 8 GND1 9 GND2 其中:VFB是内部反馈电压,值约为1.25 V。 VFB R2 ROC 100kΩ VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 FOR VISO = 3.3V OR 5V, CONNECT VREG , VDD2 , AND VISO. 图31. 单电源供电 T1 L1 47µH D1 VISO = +12V TO +24V COUT1 47µF VDD1 CIN L2 47µH D2 UNREGULATED +6V TO +12V COUT2 47µF CFB R1 D3 D4 VDD1 1 X1 16 VREG 2 GND1 15 GND2 3 NC ADuM4070 4 X2 VDD1 0.1µF 14 VDD2 13 FB 5 NC 12 NC 6 NC 11 NC 7 VDDA 10 OC 8 GND1 9 GND2 0.1µF +5V VFB ROC 100kΩ R2 VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 FOR VISO = 15V OR LESS, VREG CAN CONNECT TO VISO. 图32. 双电源供电 T1 L1 47µH D1 VISO = COARSELY REGULATED +5V TO +15V COUT1 47µF VDD1 CIN L2 47µH D2 对于图31至图33所示的全部电路,隔离输出电压(VISO)可以 利用分压器R1和R2(值为1 kΩ至100 kΩ)设置,计算公式如下: VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 +5V 13 FB COUT2 47µF UNREGULATED –5V TO –15V D3 R1 CFB D4 VDD1 1 X1 16 VREG 2 GND1 15 GND2 3 NC ADuM4070 4 X2 VDD1 0.1µF 14 VDD2 13 FB 5 NC 12 NC 6 NC 11 NC 7 VDDA 10 OC 8 GND1 9 GND2 0.1µF +5V VFB ROC 100kΩ VISO = VFB × (R1 + R2)/R2 图33.正电源及未调节的负电源 Rev. 0 | Page 14 of 20 R2 10461-030 图32是一个倍压电路,可用于单电源供电,其输出电压超 过15 V,而15 V是可以连接到稳压器输入引脚VREG(引脚16) 的最大电源。在图32所示电路中,输出电压可以高达24 V, VREG引脚处的电压可以高达12 V。使用图32所示的电路以获 得10 V以下的输出电压时(例如:VDD1 = 3.3 V,VISO = 5 V),应 将VREG直接连接到VISO。 0.1µF 14 VDD2 5 NC 应用原理图 ADuM4070的三个主要应用原理图见图31至图33。图31有 一个中心抽头副边和两个肖特基二极管,可为单个输出提 供全波整流,一般适用于3.3 V、5 V、12 V和15 V电源电压。 而对于VISO = 3.3 V或5 V时的单电源供电,VREG、VDD2和VISO 可以连接在一起。 CFB R1 CIN ADuM4070利用VDDA电源输入引脚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。 为了获得最佳负载调整率,建议最小负载电流为10 mA。负 载较小可能会因为PWM脉冲较短或不稳定而导致芯片产 生过大噪声。在某些情况下,这种方式所产生的过大噪声 会导致稳压控制问题。 VISO = +3.3V TO +15V 10461-028 副边(VISO)控制器利用输出端电阻分压器提供的反馈电压 VFB调节输出,产生一个PWM控制信号,然后由标记为VFB 的专用 iCoupler数据通道送至原边(VDD1)。原边PWM转换 器可改变开关X1、X2的占空比,以实现对振荡电路的调制 并控制副边的供电。该反馈可以实现更高的功率和效率。 L1 47µH D1 T1 10461-029 ADuM4070的DC-DC转换器采用带有隔离脉宽调制(PWM) 反馈的副边控制器结构。VDD1为一个振荡电路供电;该电 路利用X1和X2引脚处的推挽式开关,可以将电流切换至外 部电源变压器的原边。传输到变压器副边的功率利用外部 肖特基二极管(D1和D2)全波整流,并由电感L1和电容COUT 滤波,然后调节至3.3 V至15 V的隔离电源电压。 ADuM4070 变压器设计 图31、图32和图33采用定制变压器(见表13)。设计用于 ADuM4070的 变 压 器 与 用 于 不 调 节 输 出 电 压 的 隔 离 式 DC-DC转换器的其它变压器不同。输出电压由ADuM4070 的PWM控制器进行调整,该控制器利用从隔离数字通道 接收的副边反馈电压VFB来改变原边开关的占空比。内部控 制器的最大占空比为40%。 变压器匝数比 为确定变压器匝数比,并考虑原边开关、副边二极管和电 感的功率损失,应根据公式1计算ADuM4070的外部变压器 匝数比: NS NP = VISO + VD (1) VDD1 ( MIN ) × D × 2 其中: NS/NP为原副边匝数比。 VISO为隔离输出电源电压。 VD为肖特基二极管压降(最大值0.5 V)。 VDD1 (MIN)为最小输入电源电压。 D为占空比,30%典型占空比时D = 0.30(最大占空比为40%)。 2是推挽开关周期的乘法系数。 对于图31所示电路,采用表13的5 V至5 V参考设计,VDD1 (MIN) = 4.5 V,匝数比NS/NP = 2。 而对于一个3.3 V输入至3.3 V输出隔离单电源供电设计(VDD1 (MIN) = 3.0 V),匝数比NS/NP也等于2。因此,同样的变压器匝数 比NS/NP = 2可应用在三种不同的单电源供电应用中:5 V至 5 V、5 V至3.3 V和3.3 V至3.3 V。 图32所示电路利用双绕组和二极管对形成一个倍压电路; 因此,公式中需将输出电压减半,即VISO/2,如公式2所示。 NS NP VISO = 2 + VD (2) VDD1 ( MIN ) × D × 2 其中: NS/NP为原副边匝数比。 VISO为隔离输出电源电压。由于电路使用两对二极管来形 成倍压电路,因此,上述公式中使用VISO/2。 VD为肖特基二极管压降(最大值0.5 V)。 VDD1 (MIN)为最小输入电源电压。 D为占空比,30%典型占空比时D = 0.30(最大占空比为40%)。 2是推挽开关周期的乘法系数。 对于图32所示电路,采用表13的5 V至15 V参考设计,VDD1 (MIN) = 4.5 V,匝数比NS/NP = 3。 图33所示电路通用采用双绕组和二极管对来形成倍压电 路。然而,由于产生了正负输出电压,因此外部变压器匝 数比可利用公式3计算。 NS NP = VISO + VD (3) VDD1 ( MIN ) × D × 2 对于图33所示电路,占空比D = 0.35代表典型占空比35%, 以降低±15 V电源二极管处的最大电压。 对于图33所示电路,采用表13的+5 V至±15 V参考设计, VDD1 (MIN) = 4.5 V,匝数比NS/NP = 5。 变压器ET常数 变压器设计过程中需要考虑的另一个因素是ET常数。它能 够决定工作温度范围内变压器的最小V × μs常数。在表13 中,ADuM4070变压器采用的ET值为14 V × μs和18 V × μs; 计算公式如下: ET ( MIN ) = VDD1 ( MAX ) f SW ( MIN ) × 2 其中: VDD1 (MAX)为最大输入电源电压。 fSW (MIN)为启动时原边最小开关频率(300 kHz)。 2是推挽开关周期的乘法系数。 表13. 变压器参考设计 产品型号 CR7983-CL CR7984-CL CR7985-CL TGSAD-560V8LF TGSAD-590V8LF 制造厂商 Coilcraft Coilcraft Coilcraft Halo Electronics Halo Electronics 匝数比, PRI:SEC 1CT:2CT 1CT:3CT 1CT:5CT 1CT:2CT 1CT:3CT ET常数(V × μs最小值) 18 18 18 14 14 原边总电感(μH) 256 256 256 398 398 Rev. 0 | Page 15 of 20 原边总电阻(Ω) 0.4 0.4 0.4 0.8 0.8 隔离电压(rms) 5000 5000 5000 5000 5000 隔离类型 增强型 增强型 增强型 补充型 补充型 参考 图31 图32 图33 图31 图32 ADuM4070 变压器原边电感和电阻 ADuM4070的变压器的重要特性之一为原边电感。建议将 ADuM4070的变压器的每个原边绕组的电感保持在60 μH至 100 μH之间。为保证ADuM4070逐脉冲限流电路正常运转, 需要将原边电感值保持在该范围;这样能够防止变压器产 生饱和电流。如果电感被指定为两个原边绕组的电感之和 (例如:400 μH),那么,一个绕组的电感为两个绕组之和 的¼,即100 μH。 ADuM4070的变压器的另一重要特性是原边电阻。如果原 边电阻尽可能低(小于1 Ω),可降低损耗、提高效率。用户 可以测量、指定直流原边电阻,如表13所示。 变压器隔离电压 隔离电压和隔离类型取决于应用的需要。表13所列的变压 器支持5000 V rms的增强隔离。其它隔离电平和隔离电压可由 表13中列出的生产厂商或其它生产厂商指定。 开关频率 ADuM4070的开关频率调节范围为200 kHz至1 MHz,可通 过改变ROC电阻进行调节,如图31、图32或图33所示。实现 目标开关频率所需要的ROC电阻的值可通过开关频率与ROC 电阻的关系曲线来确定,如图4所示。当负载值为最大负 载值的10%至90%之间时,ADuM4070应用原理图的输出滤 波电感值和输出电容值可保证开关频率在500 kHz至1 MHz 之间系统稳定。 ADuM4070还有一个开环模式,该模式下输出电压不经过 调整,且电压取决于变压器匝数比NS/NP,以及输出负载 电流和DC/DC转换器电路损耗等输出条件。OC引脚高电 平连接至VDD2 引脚时,则选择该开环模式。在开环模式 下,开关频率为318 kHz。 瞬态响应 当器件的负载为满负载的10%至90%时,ADuM4070的输出 电压负载瞬态响应如图19至图26所示(分别对应于图31和 图32的应用原理图)。图中所示瞬态响应较慢,但非常稳 定,且在某些应用中,可产生比预期更多的输出变化。输 出电路增加额外的电感可使输出电压变化随负载瞬态变化 降低并保持输出稳定,如图19至图26所示的第二VISO输出 波形所示。 为进一步改善瞬态响应,可将一个0.1 μF陶瓷电容(CFB)与高反 馈电阻并联(见图31至图33),这有助于降低负载瞬变期间 的过冲和欠冲。 器件选择 输入和输出供电引脚需要电源旁路。注意:在第1侧的引 脚7与引脚8之间和在第2侧的引脚14与引脚15之间,需要放 置一个0.1 μF的低ESR陶瓷旁路电容,此电容应尽量靠近芯 片焊盘。 ADuM4070电源部分采用较高振荡器频率,通过外部电源 变压器有效地传输功率。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电容。为抑制噪声、降低纹 波,建议使用X5R或X7R电解质型大值陶瓷电容。推荐的 电容值为10 μF(用于VDD1)和47 μF(用于VISO)。这些电容的ESR较 低,且当电压不高于10 V时,可采用中等的1206或1210规格电 容。当输出电压高于10 V时,可将两个22 μF陶瓷电容并联。 表14中列出的是推荐的元件。 图14. 推荐的元件 产品型号 GRM32ER71A476KE15L GRM32ER71C226KEA8L GRM31CR71A106KA01L MBR0540T1G 制造厂商 Murata Murata Murata ON Semiconductor LQH3NPN470MM0 ME3220-104KL LQH6PPN470M43 LQH6PPN101M43 Murata Coilcraft Murata Murata 值 47 µF, 10 V, X7R, 1210 22 µF, 16 V, X7R, 1210 10 µF, 10 V, X7R, 1206 Schottky, 0.5 A, 40 V, SOD-123 47 µH, 0.41 A, 1212 100 µH, 0.34 A, 1210 47 µH, 1.10 A, 2424 100 µH, 0.80 A, 2424 用户必须根据所需的值和电源电流来选择电感。大多数开 关频率在500 kHz至1 MHz之间、负载瞬变在满负载10%至 90%之间的应用中,都采用47 μH电感,如表14所示。在开关 频率低至200 kHz的电源应用中,可采用200 μH电感,以稳 定输出电压或改善负载瞬态响应(见图19至图26)。小型 1212或1210规格的电感见表14,具有47 μH电感值和0.41 A 电流能力的电感适用于负载低于400 mA的大部分应用,而具 有100 μH电感值和0.34A电流能力的电感适用于负载为300 mA 的大部分应用。 肖特基二极管的低正向电压可降低损耗,且其高达40 V的较 高反向电压可承受如图32和图33所示的倍压电路产生的峰 值电压,因而推荐使用。 Rev. 0 | Page 16 of 20 ADuM4070 印刷电路板(PCB)布局 图34显示ADuM4070的推荐PCB布局。请注意,低ESR电容 两端到VDDx和GNDx引脚的走线总长不得超过2 mm。 ADuM4070有一个热关断电路,当芯片温度接近160°C时, 它会关断ADuM4070的DC-DC转换器。当芯片的温度冷却 至140°C以下时,ADuM4070 DC-DC转换器及输出再次开启。 功耗 VREG 总输入电源电流等于IDD1原边变压器电流与ADuM4070输入 电流IDDA之和(见图35)。 GND2 VDD2 NC FB X2 NC NC NC NC I VDDA OC GND1 GND2 IIN VDD1 IDD1 10461-031 GND1 X1 图34. 推荐的PCB布局 在具有高共模瞬变的应用中,要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。如果不满足设计要求,将 会使引脚间的电压差异超过表10规定的绝对最大额定值, 造成器件闩锁和/或永久损坏。 ADuM4070为电源器件,在满负载下以最大速度工作时, 功耗约为1 W。因为无法在隔离装置上配置散热器,该设备 主要依靠GND引脚将热量耗散到PCB。如果器件应用在高 温环境下,需要提供从GNDx引脚到PCB地平面的散热路 径。在图34所示电路板布局中,第1侧的引脚2和引脚8 (GND1)及第2侧的引脚9和引脚15 (GND2)均采用放大的焊盘。 从焊盘到地平面和电源平面,应采用大直径过孔,以提高 导热率、降低电感。散热焊盘中的多个过孔可以显著降低 芯片内部的温度。扩大焊盘的尺寸由设计者进行评估并取 决于可用的电路板空间。 VISO IISO RECT VREG X2 ADuM4070 REG VDDA IDDA VDD2 5V PRIMARY COTROLLER/ DRIVER INTERNAL FEEDBACK GND1 SECONDARY CONTROLLER GND2 FB OC 10461-032 X1 图35. ADuM4070的功耗 总IIN电流可以通过下式计算: IIN = (IISO × VISO)/(E × VDD1) 其中: IIN为总电源输入电流。 IISO为副边外部负载汲取的电流。 E为如图8或图14所示的特定输出负载条件下的电源效率(需 考虑VISO和VDD1)。 电源考虑 软启动模式及限流保护 热分析 ADuM4070内置两个芯片,附于配有两芯片贴装焊盘的分 离引线框架上。为了便于热分析,它被视为一个热单元, 其最高结温反映表5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,ADuM4070可以在整个温度范围以满 负载工作,输出电流无需减额。但是,采纳印刷电路板 (PCB)布局部分的建议可以降低到PCB的热阻,从而在高环 境温度下增加热裕量。 当ADuM4070首次接收到来自VDD1的电压时,它处于软启 动模式,当输出电压VISO低于该启动阈值时,输出电压值 会逐渐加大。软启动模式下,原边转换器逐渐加大PWM 信号的宽度,以限制VISO上电过程中的峰值电流。当输出 电压高于启动阈值时,PWM信号由副边控制器传输至原 边转换器,DC-DC转换器从软启动模式切换至正常PWM 控制模式。 如发生短路,推挽转换器将关断约2 ms,然后进入软启动模 式。如果在软启动结束后仍存在短路现象,则重复该过 程,这一模式被称为“打嗝”模式。当消除短路现象后, ADuM4070进入正常工作模式。 此外,ADuM4070还具备逐脉冲限流功能,该功能在启动 模式和正常模式下均有效;该功能不但能够保护原边开关 X1和X2(当电流超过1.3 A峰值时),还能保护变压器绕组。 Rev. 0 | Page 17 of 20 ADuM4070 ADI公司使用超过额定连续工作电压的电压执行加速寿命 测试。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11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。工作电压高于表11列出的使用寿命电压时会引起隔离 的过早失效。 图37所示的正弦电压波形仅作为示例提供,它代表任何在 0 V与某一限值之间变化的电压波形。该限值可以为正值或 负值,但电压不能穿过0 V。 ADuM4070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36、图37和图38 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。双极性交流条件下50年 工作寿命的目标决定ADI公司推荐的最大工作电压。 RATED PEAK VOLTAGE 10461-033 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上的电压波形的参数决定。除了 监管机构所执行的测试外,ADI公司还进行一系列广泛的 评估来确定ADuM4070内部隔离结构的寿命。 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11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 情况的工作电压。任何与图37或图38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11中列出的50年工作寿命电压以下。 0V 图36. 双极性交流波形 RATED PEAK VOLTAGE 10461-035 隔离寿命 0V 图37. 单极性交流波形 10461-034 RATED PEAK VOLTAGE 0V 图38. 直流波形 Rev. 0 | Page 18 of 20 ADuM4070 外形尺寸 12.85 12.75 12.65 1.93 REF 16 9 PIN 1 MARK 1 8 2.64 2.54 2.44 2.44 2.24 0.30 0.20 0.10 COPLANARITY 0.1 10.51 10.31 10.11 1.27 BSC 0.71 0.50 0.31 0.25 BSC GAGE PLANE SEATING PLANE 1.01 0.76 0.51 0.46 0.36 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-013-AC 45° 0.32 0.23 8° 0° 11-15-2011-A 7.60 7.50 7.40 图39. 16引脚标准小型封装,具有增强的爬电性能 [SOIC_IC]宽体(RI-16-2) 图示尺寸单位:mm 订购指南 型号1 ADuM4070ARIZ ADuM4070ARIZ-RL 1 温度范围 −40°C至+105°C −40°C至+105°C 封装描述 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. 0 | Page 19 of 20 封装选项 RI-16-2 RI-16-2 订购数量 1,000 ADuM4070 注释 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D10461sc-0-10/12(0) Rev. 0 | Page 20 of 20
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