ADUM4190ARIZ

高稳定性 隔离误差放大器 ADuM4190 产品特性 概述 稳定，不随时间和温度而变化 ADuM41901是采用ADI公司iCoupler®技术的隔离误差放大 初始精度：0.5% 器。ADuM4190非常适合用于线性反馈电源。ADuM4190 全温度范围精度：1% 的原边控制器与常用的光耦合器和分流调节器解决方案相 兼容II型或III型补偿网络 比，在瞬态响应、功率密度和稳定性方面均有所提高。 基准电压：1.225 V 兼容DOSA 与在整个寿命周期中和高温下具有不确定电流传输比的 低功耗工作：400 II mm 测试条件/注释 持续1分钟 测量距离从输入端至输出端，沿PCB安装 层的空气最短距离，作为PCB布局的辅助 手段 测量输入端至输出端，沿壳体最短距离 mm 隔离距离 V DIN IEC 112/VDE 0303第1部分 材料组DIN VDE 0110，1/89，表1 Rev. 0 | Page 4 of 20 ADuM4190 建议工作条件 表5. 参数 工作温度 ADuM4190A/ADuM4190B ADuM4190S/ADuM4190T 电源电压1 输入信号上升和下降时间 1 符号 TA VDD1, VDD2 tR, tF 最小值 最大值 单位 −40 −40 3.0 +85 +125 20 1.0 °C °C V ms 所有电压均参照各自的地。 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隔离。通过保护电路保持安全数据。器件标识中的星号(*)表示通过DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12的849 V峰值工作电压认证。 表6. 说明 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 = 60秒，tm = 10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 V峰值 = 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 最高结温 总安全功耗 TS上的绝缘电阻 VIO = 500 V 3.0 2.0 1.5 1.0 0.5 0 0 50 100 150 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 图2. 热减额曲线，依据DIN V VDE V 0884-10 获得的安全限值与壳温的关系 Rev. 0 | Page 5 of 20 200 11336-002 SAFE LIMITING POWER (W) 2.5 符号 特性 单位 VIORM Vpd(m) I至IV I至III I至II 40/105/21 2 849 1592 V峰值 V峰值 Vpd(m) 1273 V峰值 Vpd(m) 1018 V峰值 VIOTM VIOSM 6000 6000 V峰值 V峰值 TS PS RS 150 2.78 >109 °C W Ω ADuM4190 绝对最大额定值 除非另有说明，TA = 25°C。 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 表7. 参数 存储温度(TST)范围 工作环境温度(TA)范围 结温范围 电源电压 VDD1、VDD2 VREG1、VREG2 输入电压(+IN、−IN) 输出电压 REFOUT、REFOUT1、COMP、 EAOUT 每个输出引脚上的输出电流 共模瞬变2 1 2 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 额定值 −65°C至+150°C −40°C至+125°C −40°C至+150°C 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。 −0.5 V至+24 V −0.5 V至+3.6 V −0.5 V至+3.6 V ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽 管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量 ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD 防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 −0.5 V至+3.6 V −0.5 V至+5.5 V −11 mA至+11 mA −100 kV/µs 至+100 kV/µs 所有电压均参照各自的地。 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8. 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 560 1131 1131 单位 V峰值 V峰值 V峰值 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。详见“隔离寿命”部分。 Rev. 0 | Page 6 of 20 ADuM4190 VDD1 1 16 VDD2 GND1 2 15 GND2 VREG1 3 14 VREG2 REFOUT1 4 13 REFOUT NC 5 12 +IN EAOUT2 6 11 –IN EAOUT 7 10 COMP GND1 8 9 GND2 ADuM4190 TOP VIEW (Not to Scale) NC = NO CONNECTION. CONNECT PIN 5 TO GND1; DO NOT LEAVE THIS PIN FLOATING. 11336-003 引脚配置和功能描述 图3. 引脚配置 表9. 引脚功能描述 引脚编号 1 2, 8 3 4 5 6 7 9, 15 10 11 12 13 14 16 引脚名称 VDD1 GND1 VREG1 REFOUT1 NC EAOUT2 EAOUT GND2 COMP −IN +IN REFOUT VREG2 VDD2 说明 第1侧的电源电压(3 V至20 V)。在VDD1和GND1之间连接一个1 μF电容。 第1侧的接地基准。 第1侧的内部电源电压。在VREG1和GND1之间连接一个1 μF电容。 第1侧的基准输出电压。此引脚(CREFOUT1)建议的最大电容值为15 pF。 不连接。将引脚5连接至GND1；不要悬空该引脚。 隔离输出电压2，开漏输出。对于最高1 mA的电流，可在EAOUT2和VDD1之间连接一个上拉电阻。 隔离输出电压。 第2侧的接地基准。 运算放大器的输出。可在COMP引脚和−IN引脚之间连接一个环路补偿网络。 运算放大器的输出。可在COMP引脚和−IN引脚之间连接一个环路补偿网络。 同相运算放大器输入。引脚12可用作基准电压输入。 第2侧的基准输出电压。此引脚(CREFOUT)建议的最大电容值为15 pF。 第2侧的内部电源电压。在VREG2和GND2之间连接一个1 μF电容。 第2侧的电源电压(3 V至20 V)。在VDD2和GND2之间连接一个1 μF电容。 Rev. 0 | Page 7 of 20 ADuM4190 典型性能参数 3 1.228 VDDx = 20V VDDx = 5V REFOUT ACCURACY (V) 1.227 IDD1 (mA) 2 1 1.226 1.225 1.224 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) 1.222 –40 11336-004 0 –40 40 60 80 100 120 140 图7. REFOUT 精度与温度的关系 1.0 VDDx = 20V VDDx = 5V EAOUT ACCURACY (%) 4 IDD2 (mA) 20 TEMPERATURE (°C) 图4. 典型IDD1 电源电流与温度的关系 5 0 –20 11336-007 1.223 3 2 0.5 0 –0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) –1.0 –40 –20 2 OP AMP OFFSET VOLTAGE (mV) 10 8 6 4 2 20 40 60 80 100 120 TEMPERATURE (°C) 140 60 80 100 120 140 1 0 –1 –2 –3 –40 11336-006 INPUT BIAS CURRENT (nA) 3 0 40 图8. EAOUT 精度与温度的关系 12 –20 20 TEMPERATURE (°C) 图5. 典型IDD2 电源电流与温度的关系 0 –40 0 –20 0 20 40 60 80 100 120 TEMPERATURE (°C) 图6. 输入偏置电流+IN、−IN与温度的关系 图9. 运算放大器失调电压与温度的关系 Rev. 0 | Page 8 of 20 140 11336-009 –20 11336-005 0 –40 11336-008 1 0 90 –20 80 70 60 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) –60 –80 –100 –40 20 40 60 80 100 120 140 120 140 图13. EAOUT 失调电压与温度的关系 1.05 100 EAOUT2 OFFSET VOLTAGE (mV) 1.04 EAOUT GAIN (V/V) 0 TEMPERATURE (°C) 图10. 运算放大器开环增益与温度的关系 1.03 1.02 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) 11336-011 1.01 1.00 –40 –20 50 0 –50 –100 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图14. EAOUT2 失调电压与温度的关系 图11. EAOUT 增益与温度的关系 2.66 2.64 2.62 2.60 2 2.56 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 120 140 CH1 10mV Ω CH2 10mV Ω M4.0µs A CH1 T 102.4ns 图15. 输出噪声；测试电路1 (10 mV/DIV)， 通道1 = EAOUT ，通道2 = EAOUT2 图12. EAOUT2 增益与温度的关系 Rev. 0 | Page 9 of 20 1.18V 11336-015 2.58 11336-112 EAOUT2 GAIN (V/V) 1 11336-114 50 –40 –40 11336-013 EAOUT OFFSET VOLTAGE (mV) 100 11336-010 OP AMP OPEN-LOOP GAIN (dB) ADuM4190 30 30 25 25 NUMBER OF AMPLIFIERS 20 15 10 5 15 10 1.00 1.05 1.10 COMP TO EAOUT GAIN (V/V) 0 –0.4 25 25 NUMBER OF AMPLIFIERS NUMBER OF AMPLIFIERS 30 20 15 10 5 0.4 0.4 0.4 20 15 10 5 1.00 1.05 1.10 0 –0.4 11336-117 0.95 COMP TO EAOUT GAIN (V/V) –0.2 0 0.2 COMP TO EAOUT OFFSET VOLTAGE (V) 图17. 125°C时的EAOUT 增益分布 图20. 125°C时的EAOUT 失调电压分布 30 25 25 NUMBER OF AMPLIFIERS 30 20 15 10 5 20 15 10 5 0.95 1.00 1.05 COMP TO EAOUT GAIN (V/V) 1.10 11336-118 NUMBER OF AMPLIFIERS 0.2 图19. 25°C时的EAOUT 失调电压分布 30 0 0.90 0 COMP TO EAOUT OFFSET VOLTAGE (V) 图16. 25°C时的EAOUT 增益分布 0 0.90 –0.2 11336-119 0.95 11336-120 5 11336-116 0 0.90 20 11336-121 NUMBER OF AMPLIFIERS ADuM4190 图18. -40°C时的EAOUT 增益分布 0 –0.4 –0.2 0 0.2 COMP TO EAOUT OFFSET VOLTAGE (V) 图21. -40°C时的EAOUT 失调电压分布 Rev. 0 | Page 10 of 20 ADuM4190 30 NUMBER OF AMPLIFIERS 25 20 15 1 10 5 1.225 1.230 1.235 EAOUT ACCURACY (V) 3 图22. 25°C时的EAOUT 精确电压分布 CH1 100mV Ω CH2 100mV Ω CH3 200mV Ω M2µs T 0s A CH1 434mV 11336-016 1.220 11336-122 2 0 1.215 图25. 输出100 kHz信号；测试电路3，通道1 = +IN， 通道2 = EAOUT ，通道3 = EAOUT2 30 NUMBER OF AMPLIFIERS 25 20 2 1 15 3 10 1.220 1.225 1.230 1.235 EAOUT ACCURACY (V) 图23. 125°C时的EAOUT 精确电压分布 20 15 10 5 1.225 1.230 EAOUT ACCURACY (V) 1.235 11336-124 NUMBER OF AMPLIFIERS 25 1.220 CH2 50mV Ω M2µs A CH1 T 5.92µs 399mV 图26. 输出方波响应；测试电路3，通道1 = +IN， 通道2 = EAOUT ，通道3 = EAOUT2 30 0 1.215 CH1 20mV Ω CH3 20mV Ω 图24. -40°C时的EAOUT 精确电压分布 Rev. 0 | Page 11 of 20 11336-017 0 1.215 11336-123 5 ADuM4190 测试电路 VDD1 1µF GND1 1µF VREG1 1 16 2 15 REG 3 REFOUT1 4 UVLO UVLO 14 REG REF REF NC 5 11 Rx 7 GND1 10 ADuM4190 1µF VREG2 1µF REFOUT +IN –IN 680Ω COMP 2.2nF GND2 9 11336-018 8 GND2 13 12 Tx EAOUT2 6 EAOUT VDD2 图27. 测试电路1：使用EAOUT 的精确电路 VDD1 1µF GND1 1µF VREG1 1 16 2 15 REG 3 REFOUT1 4 ROD UVLO UVLO REF REF NC 5 EAOUT2 11 Rx 7 10 ADuM4190 8 9 GND2 1µF VREG2 1µF REFOUT +IN –IN 680Ω COMP 2.2nF GND2 11336-019 GND1 13 12 Tx 6 EAOUT 14 REG VDD2 图28. 测试电路2：使用EAOUT2 的精确电路 GND1 1µF VREG1 ROD 470pF 16 2 15 REG 3 REFOUT1 4 UVLO EAOUT 680Ω GND1 6 UVLO 14 REG REF REF NC 5 EAOUT2 FILTERED EAOUT 1 Tx Rx ADuM4190 8 图29. 测试电路3：隔离式放大器电路 Rev. 0 | Page 12 of 20 GND2 1µF VREG2 1µF 13 REFOUT 12 11 10 7 VDD2 9 +IN –IN COMP GND2 11336-129 VDD1 1µF ADuM4190 应用信息 在ADuM4190测试电路中(见图27到图29)，为V DD1和V DD2 图 30还 显 示 了 单 独 的 线 性 隔 离 器 (运 算 放 大 器 输 出 与 引脚提供3 V至20 V外部电源电压，同时内部稳压器提供 ADuM4190输出之间的模块，标记为线性隔离器)，它在 ADuM4190每一侧的内部电路工作所需的3.0 V电压。内部精 400 kHz左右产生极点。该运算放大器和线性隔离器的总波 密1.225 V基准电压源为隔离误差放大器提供±1%精度。UVLO 特图显示交越频率之前，−IN引脚至EAOUT引脚的相位偏移 电路监控VDDx电源，当达到2.8 V的上升阈值时打开内部电路； 约为−180°。由于−180°相移可让系统不稳定，增加一个积 当VDDx下降至2.6 V以下时将误差放大器关闭至高阻抗状态。 分器配置(由2.2 nF电容和680 Ω电阻组成)有助于使系统稳 ADuM4190右侧的运算放大器具有同相引脚+IN和反相引 定(见图27和图28)。 脚−IN，可用于隔离DC-DC转换器输出的反馈电压连接(通 AMPLITUDE (dB) 常使用分压器实现连接)。COMP引脚为运算放大器输出， 100 OP AMP AND LINEAR ISOLATOR 在补偿网络中可连接电阻和电容元件。COMP引脚从内部 OP AMP ALONE LINEAR ISOLATOR POLE AT 400kHz 驱动Tx发送器模块，将运算放大器输出电压转换为编码输 出，用于驱动数字隔离变压器。 100 在ADuM4190的左侧，变压器输出PWM信号，通过Rx模块 1k 10k 100 产生EA OUT引脚上的误差放大器输出。EA OUT引脚可提供 1M 10M FREQUENCY (Hz) LINEAR ISOLATOR PHASE (°) 解码，将信号转换为电压，驱动放大器模块；放大器模块 100k 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) –90 ±3 mA电流，电压范围为0.4 V至2.4 V，通常用来驱动DC-DC 11336-021 –180 电路中的PWM控制器输入。 对于需要更多输出电压以驱动控制器的应用，可以使用 图30. 波特图1：运算放大器和线性隔离器 EAOUT2引脚(见图28)。EAOUT2引脚提供高达±1 mA电流，输 图31(波特图2)中增加了带积分器配置的情形，系统在100 kHz 出电压范围为0.6 V至4.8 V，其输出针对5 V电源提供上拉 电阻。若EAOUT2上拉电阻连接10 V至20 V电源，则输出的最 小额定值为5.0 V，以便允许使用最小输入电压要求为5 V的 PWM控制器。 左右的交越为0 dB，但由于相移约为−120°，相位裕量为60°， 系统更稳定。此电路仅用于精度测试，不可用于实际应用 中，因为其隔离栅上的电阻为680 Ω，封闭了误差放大器环 路；此电阻导致泄漏电流流过隔离栅。仅就此测试电路而 言，GND1必须连接GND2，为680 Ω电阻造成的泄漏电流建 精密电路工作原理 精密电路的工作原理见图27和图28。从−IN引脚至COMP 立返回路径。 引 脚 为 ADuM4190右 侧 的 运 算 放 大 器 ， 单 位 增 益 带 宽 (UGBW)为10 MHz。图30(波特图1)以虚线表示单独的运算放 大器及其10 MHz极点。 AMPLITUDE (dB) OP AMP AND LINEAR ISOLATOR 100 LINEAR ISOLATOR POLE AT 400kHz 1k 10k 100k 1M OP AMP ALONE FREQUENCY (Hz) 10M 1k 10k 100k 1M 10M INTEGRATOR CONFIGURATION 100 PHASE (°) 100 FREQUENCY (Hz) –90 11336-022 –180 图31. 波特图2：带积分器配置的运算放大器和线性隔离器 Rev. 0 | Page 13 of 20 ADuM4190 隔离式放大器电路工作原理 先对运算放大器的COMP输出编码，然后数字隔离变压器 图29显示隔离式放大器电路。在该电路中，输入端的放大 器 设 为 单 位 增 益 缓 冲 器 ， 使 EA OUT 输 出 跟 随 +IN输 入 。 EAOUT2输出跟随EAOUT输出，但电压增益为2.6。 模块将其解码，变回可将ADuM4190驱动至高电平的信 该电路具有开漏输出，应通过某一电阻值(该值针对最高 1 mA的输出电流设置)将其上拉至3 V到20 V范围内电源电 压。EAOUT2输出可用来驱动最高1 mA的器件输入电流，该 器件要求最低输入电压为5 V。EAOUT2电路具有内部二极管 箝位功能，保护内部电路免受5 V以上电压的损害。 PWM控制器的COMP引脚高电平使锁存PWM比较器产生 使用该测试电路的EAOUT和EAOUT2增益、失调与线性度见 表1。使用隔离式放大器设计电压监控应用时，请查看这 些规格，注意隔离式误差放大器的1%精度规格并不适用。 此外，图29中的EAOUT电路采用可选外部RC低通滤波器， 其转折频率为500 kHz，可降低从内部电压到PWM控制器 的3 MHz输出噪声。 脚设计为仅在低电平时将PWM锁存输出复位至低电平。 PWM占空比输出。此PWM占空比输出驱动电源级，提升 VOUT电压，直到其返回稳压状态。 电源级的输出由输出电容过滤，某些情况下也可由一个电 感过滤。控制环路的增益和相位以及稳定性受多种因素的 影响。输出滤波器组件(LO和CO)建立双极点；运算放大 器在10 MHz处有一个极点(见图30)；线性隔离器在400 kHz 处有一个极点(见图30和图31)。 输出电容和其ESR能够以依赖于元件类型和数值的频率添 加零点。由于ADuM4190具有误差放大器，从−IN引脚到 COMP引脚具有补偿网络，补偿控制环路的稳定性。补偿 应用框图 图32显示ADuM4190的典型应用：在原边控制中采用隔离 式误差放大器。 LO LATCHING PWM FB COMP POWER STAGE VOUT DCR CO CURRENT SENSE 压至少为2.4 V，但可能不足以驱动某些PWM控制器的COMP 引脚。EAOUT2引脚可驱动±1 mA电流，其输出范围保证具有 + 5.0 V电压(VDD1电压范围为10 V至20 V)，可用于很多PWM控 ESR 制器的COMP引脚。 C1 COMPENSATION NETWORK COMP C2 R2 OP AMP ADuM4190 1.225V 图32显示如何在隔离式DC-DC转换器的控制环路中使用 ADuM4190提供隔离式反馈。在本应用框图中，环路大致 –IN +IN REFOUT 在1.225 V基准电压处闭合，因此可在温度范围内提供±1% 精度。ADuM4190运算放大器具有10 MHz高增益带宽，允 11336-023 EAOUT2 网络值可参见所选PWM控制器的数据手册。 EAOUT2。EAOUT输出可驱动±3 mA电流，其保证最大高输出电 VIN OSC ERROR AMP 网络的数值同时取决于应用和所选元器件；有关元器件的 ADuM4190具 有 两 个 不 同 的 误 差 放 大 器 输 出 ： EA OUT 和 PWM CONTROLLER VREF 号。ADuM4190输出驱动PWM控制器的COMP引脚，该引 许DC-DC转换器以高开关速率工作，支持较小的输出滤波 图32. 应用框图 ADuM4190运算放大器用作输出电压VOUT的误差放大器反 器组件值(LO和CO)。 馈，并在运算放大器的−IN引脚上使用一个电阻分压器。 ADuM4190误差放大器的400 kHz输出相比典型的分流调节 与+IN引脚相比，此配置反转COMP引脚的输出信号；该 器和光耦合器解决方案具有更快的环路响应、更佳的瞬态响 引脚连接内部1.225 V基准电压。 应，而典型解决方案带宽最大值通常仅有25 kHz至50 kHz。 如果输出电压VOUT由于负载阶跃而下降，则−IN引脚的分 压器下降至低于+IN基准电压，导致COMP引脚的输出信 号变为高电平。 Rev. 0 | Page 14 of 20 ADuM4190 设置输出电压 直流正确性和磁场抗扰度 图32所示应用电路中的输出电压可通过分压器的两个电阻 在隔离器输入端的正负逻辑电平转换会使一个很窄的(约 设置，如图33所示。 1 ns)脉冲通过变压器被送到解码器。解码器是双稳态的，因 VOUT ISOLATED DC-TO-DC SUPPLY 如果解码器在大约3 µs以后没有接收到内部脉冲，输入侧则 R1 –IN VIN = 0.35V TO 1.5V +IN 认为没有供电或者无效，在这种情况下，隔离器的输出被 R2 看门狗计时电路强制设置为默认高电平状态。此外，当电 源电压小于UVLO阈值时，输出端处于默认高阻抗状态。 VREF 1.225V REFOUT ADuM4190具 有 抗 扰 性 能 ， 不 易 受 外 部 磁 场 的 影 响 。 11336-025 ERROR AMPLIFIER 此，可以被这个脉冲置位或复位，表示输入逻辑的转换。 ADuM4190 ADuM4190磁场抗扰度的限制是由变压器接收线圈中的感 图33. 设置输出电压 应电压的状态决定的，电压足够大就会错误地置位或复位 输出电压可通过以下公式确定： 解码器。下面的分析说明此情况发生的条件。检查 VOUT = VREF × (R1 + R2)/R2 ADuM4190的3 V工作条件，因为内部调节器提供该器件每一 其中，VREF = 1.225 V。 侧的内部电路工作所需的3 V电压。 DOSA模块应用 变压器输出端的脉冲幅度大于1.0 V。解码器的检测阈值大 图34是分布式电源开放标准联盟(DOSA)电路的功能框图， 约是0.5 V,因此有一个0.5 V的噪声容限。接收线圈上的感应 采用了ADuM4190。该功能框图显示如何在DOSA标准电 电压由以下公式计算： 源模块电路中使用ADuM4190 的1.225 V基准电压源和误差 V = (−dβ/dt) ∑ πrn2, n = 1, 2, … , N 放大器，并通过电阻组合产生输出电压设置。 ADuM4190的1.225 V基准电压源在−40°C至+125°C温度范 围内的额定值为±1%。参见表10选择电阻值，设置模块的 输出电压。 其中： β是磁通密度(高斯)。 rn 是接收线圈第n圈的半径(cm)。 N是接收线圈匝数。 可实现两个不同的VOUT范围，即VOUT > 1.5 V或VOUT < 1.5 V， 具体取决于所需的模块。表10显示针对VOUT > 1.5 V和VOUT < 1.5 V范围的两组电阻值；第二组电阻值(使用5.11 kΩ电阻 的那组数值)相比第一组，功耗更低。 计算。 RTRIM-UP R2 ERROR AMPLIFIER R3 R5 R4 OPTIONAL TRIM-UP OR TRIM-DOWN RESISTOR FOR ±10% OF NOMINAL VALUE ACCORDING TO DOSA RTRIM-DOWN 11336-026 R6 图34. DOSA模块 表10. DOSA模块电阻值 模块 标称输出 VOUT > 1.5 V VOUT < 1.5 V VOUT > 1.5 V VOUT < 1.5 V R3 1 kΩ 1 kΩ 5.11 kΩ 5.11 kΩ 10 1 0.1 0.01 0.001 1k R4 1 kΩ 0Ω 5.11 kΩ 0Ω R5 0Ω 2.05 kΩ 0Ω 10.5 kΩ R6 禁用 1.96 kΩ 禁用 10.0 kΩ Rev. 0 | Page 15 of 20 10k 100k 1M 10M MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz) 图35. 最大允许外部磁通密度 100M 11336-027 VIN = 0.35V TO 1.5V 100 MAXIMUM ALLOWABLE MAGNETIC FLUX DENSITY (kgauss) R1 ADuM4190 最多能够有0.5V余量的50%，允许的最大磁场见图35所示 VOUT DOSA MODULE VREF 1.225V 给定ADuM4190接收线圈几何形状及感应电压，解码器 ADuM4190 例如，在1MHz的磁场频率下，最大允许0.2K高斯的磁场 ADuM4190的隔离寿命由施加在隔离栅上的电压波形决 在接收线圈可以感应出0.25V的电压。该电压大约是检测 定。iCoupler结构的隔离度以不同速率衰减，这由波形是 阈值的50%并且不会引起输出转换错误。同样，如果这样 否为双极性交流、单极性交流或直流决定。图37、图38和 的情况在发送脉冲时发生(最差的极性)，这会使接收到的 图39显示这些不同隔离电压的波形。 脉冲从大于1.0 V下降到0.75 V，这仍然高于解码器检测阈 双极性交流电压环境对于iCoupler产品而言是最差的情 值0.5 V。 况，ADI公司推荐的最大工作电压对应的工作寿命为50 先前的磁通密度值对应于与ADuM4190变压器相隔给定距 年。在单极性交流或者直流电压的情况下，隔离应力显然 离的电流幅度。图36显示这些允许的电流幅度与所选距离 低得多。此工作模式在能够获得50年工作时间的前提下， 条件下频率的函数关系。如图36所示，ADuM4190具有抗 允许更高的工作电压。任何与图38或图39不一致的交叉隔 干扰性能，仅在离器件很近的高频、大电流条件下才会受 离电压波形都应被认为是双极性交流波形，其峰值电压应 影响。以频率为1 MHz的应用为例，0.7 kA电流必须在距离 限制在表8中列出的50年工作寿命电压以下。 ADuM4190 5mm以外的时候才不会影响器件工作。 请注意，图38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。 DISTANCE = 1m 100 11336-029 RATED PEAK VOLTAGE 10 0V DISTANCE = 100mm 1 图37. 双极性交流波形 DISTANCE = 5mm 0.1 0.01 1k 10k 100k 1M 10M 100M MAGNETIC FIELD FREQUENCY (Hz) 11336-030 RATED PEAK VOLTAGE 11336-028 MAXIMUM ALLOWABLE CURRENT (kA) 1000 0V 图38. 单极性交流波形 图36. 不同电流至ADuM4190距离下的最大允许电流 隔离寿命 RATED PEAK VOLTAGE 隔离衰减率由施加在隔离层上的电压波形特性决定。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ADuM4190内部隔离结构的寿命。 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8中显示的值总结了双极性交流工作条件下50年工作寿 命的峰值电压。许多情况下，认可工作电压高于50年工作 寿命电压。某些情况下，在这些高工作电压下工作会导致 隔离寿命缩短。 Rev. 0 | Page 16 of 20 11336-031 所有的隔离结构在长时间的电压作用下，最终会被破坏。 0V 图39. 直流波形 ADuM4190 外形尺寸 12.85 12.75 12.65 1.93 REF 16 9 7.60 7.50 7.40 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 0.71 0.50 0.31 0.25 BSC GAGE PLANE 45° SEATING PLANE 1.27 BSC 8° 0° 1.01 0.76 0.51 0.46 0.36 0.32 0.23 11-15-2011-A PIN 1 MARK 1 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-013-AC 图40. 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, 2 ADuM4190ARIZ ADuM4190ARIZ-RL ADuM4190BRIZ ADuM4190BRIZ-RL ADuM4190SRIZ ADuM4190SRIZ-RL ADuM4190TRIZ ADuM4190TRIZ-RL EVAL-ADuM3190EBZ 1 2 温度范围 −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C 带宽(典型值) 200 kHz 200 kHz 400 kHz 400 kHz 200 kHz 200 kHz 400 kHz 400 kHz Z = 符合RoHS标准的器件。 EVAL-ADuM3190EBZ可用来评估ADuM3190和ADuM4190。 Rev. 0 | Page 17 of 20 封装描述 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC 16引脚 SOIC_IC 评估板 封装选项 RI-16-2 RI-16-2 RI-16-2 RI-16-2 RI-16-2 RI-16-2 RI-16-2 RI-16-2 ADuM4190 注释 Rev. 0 | Page 18 of 20 ADuM4190 注释 Rev. 0 | Page 19 of 20 ADuM4190 注释 ©2013 Analog Devices, Inc. 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