概述
ADuM3224/[ADuM4224]是4 A隔離式半橋柵極驅(qū)動器，采用ADI公司的iCoupler ^?^ 技術(shù)，提供獨立且隔離的高端和低端輸出。ADuM3224能夠提供3000 V rms隔離，采用窄體16引腳SOIC封裝，ADuM4224則提供5000 V rms隔離，采用寬體16引腳SOIC封裝。這些隔離器件將高速CMOS與單芯片變壓器技術(shù)融為一體，具有優(yōu)于脈沖變壓器和柵極驅(qū)動器組合等替代器件的出色性能特征。

ADuM3224/ADuM4224隔離器均提供兩個獨立的隔離通道。這些器件采用3.0 V至5.5 V電源電壓工作，可與低壓系統(tǒng)兼容。與采用高壓電平轉(zhuǎn)換方法的柵極驅(qū)動器相比，ADuM3224/ADuM4224的輸入與各輸出之間具有真電流隔離優(yōu)勢。相對于輸入，各路輸出的持續(xù)工作電壓最高可達560 V峰值，因而支持低端切換至負電壓。高端與低端之間的差分電壓最高可達800 V峰值。

因此，ADuM3224/ADuM4224可以在很寬的正或負切換電壓范圍內(nèi)，可靠地控制IGBT/MOSFET配置的開關(guān)特性。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADuM3224 ADuM4224 3kV rms隔離式精密半橋驅(qū)動器技術(shù)手冊.pdf

應(yīng)用

• 開關(guān)電源
• 隔離式IGBT/MOSFET柵極驅(qū)動器
• 工業(yè)逆變器

特性

• 峰值輸出電流：4 A
• 工作電壓
  高端或低端相對于輸入： 537 V峰值
• 高工作頻率：
  1 MHz（最大值）
• 3.3 V至5 V CMOS輸入邏輯
• 4.5 V至18 V輸出驅(qū)動
• 次級UVLO
  ADuM3224A/ADuM4224A UVLO (4.1 V V DDA /V DDB )
  ADuM3224B/ADuM4224B UVLO (6.9 V V DDA /V DDB )
  ADuM3224C/ADuM4224C UVLO (10.5 V V DDA /V DDB )
• 精密定時特性
  隔離器和驅(qū)動器傳播延遲：59 ns（最大值）
  通道間匹配：5 ns（最大值）
• CMOS輸入邏輯電平
• 高共模瞬變抗擾度：>25 kV/μs
• 增強的系統(tǒng)級ESD保護性能，符合IEC 61000-4-x標準
• 工作結(jié)溫高達：125℃
• 默認低電平輸出

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

應(yīng)用信息

印刷電路板布局

ADuM322/ADuM4224 數(shù)字隔離器的邏輯接口無需外部接口電路。強烈建議在輸入和輸出電源引腳處進行電源去耦，如圖 19 所示。使用取值在 0.01μF 至 0.1μF 之間的小容量陶瓷電容，以實現(xiàn)良好的高頻去耦。在輸出電源引腳（V_{DD1} 或 V_{DD2} ）上，建議添加一個 10μF 的電容，為驅(qū)動 ADuM322/ADuM4224 輸出的柵極電容充電提供電荷。在輸出電源引腳上，去耦電容的布線上應(yīng)避免使用過孔，且不要并聯(lián)空的焊盤，以降低去耦電容的電感。較小電容兩端的總走線長度以及輸入或輸出電源引腳的走線長度不得超過 5mm 。對于特定的輸出功率要求，請參考 AN - 1109《iCoupler 器件輻射發(fā)射控制建議》應(yīng)用筆記。

欠壓鎖定

對于 ADuM322/ADuM4224 的通道輸出，要使輸出處于激活狀態(tài)，V_{DD1} 或 V_{DD2} 必須高于欠壓鎖定（UVLO）閾值。在運行過程中，如果電源電壓降至 UVLO 閾值以下，輸出將進入高阻抗狀態(tài)，以保護開關(guān)免受過壓損壞。通過 V_{UVLO} 閾值可設(shè)置欠壓鎖定門限，該門限可針對不同的次級側(cè)電源進行選擇（詳見《訂購指南》）。此外，在每個輸出通道中，一個 UVLO 可控制一個通道，而在其他情況下，一個 UVLO 可控制多個通道。

傳播延遲相關(guān)參數(shù)

傳播延遲是描述邏輯信號在組件中傳播所需時間的參數(shù)。低電平輸出的傳播延遲（t_{PLH}）是指從高電平輸入邏輯閾值（V_{IH}，見圖 20）到輸出上升 10% 閾值的時間延遲。ADuM322/ADuM4224 規(guī)定 t_{PLH} 為高電平輸入邏輯閾值（V_{IH}）到輸出上升 10% 閾值的時間。同樣，下降傳播延遲（t_{PHL}）是指從輸入低電平邏輯閾值（V_{IL}）到輸出下降 90% 閾值的時間。上升和下降時間取決于負載條件，且與傳播延遲無關(guān)，傳播延遲是柵極驅(qū)動器的行業(yè)標準參數(shù)。

通道間匹配是指單個 ADuM322/ADuM4224 組件內(nèi)不同通道之間，傳播延遲的最大差異量。

傳播延遲偏差是指在相同溫度、輸入電壓和負載條件下運行的多個 ADuM322/ADuM4224 組件之間，傳播延遲的最大差異量。

熱限制和開關(guān)負載特性

對于隔離式柵極驅(qū)動器，輸入和輸出電路之間需要電氣隔離，這使得無法使用單個熱通路器件，因此熱量主要通過封裝耗散。

功耗受輸出電壓、開關(guān)頻率、工作占空比和有效負載電容的限制，決定了主要的功耗。要計算每個通道內(nèi)的功耗，請使用以下公式：

P_{DISS}=C_{EFF}×(V_{DD2})^{2}×f_{SW}×D_{S W}×frac {R_{DS(ON)}}{R_{GATE}}

其中：

• C_{EFF} 是負載的有效電容。
• V_{DD2} 是次級側(cè)電源電壓。
• f_{SW} 是開關(guān)頻率。
• R_{GATE} 是 ADuM322 的開關(guān)電阻（R_{GATE}：R_{P}、R_{N}）。
• R_{DS(ON)} 是外部柵極電阻。

要找到結(jié)溫相對于環(huán)境溫度的值，需將總功耗乘以 theta_{JA}（熱阻，即從結(jié)到環(huán)境的熱阻），然后加上環(huán)境溫度，即可得到內(nèi)部結(jié)溫。

每個 ADuM322/ADuM4224 隔離器輸出都有熱關(guān)斷保護功能。該功能通常在結(jié)溫達到約 150°C 時觸發(fā)，此時保險絲功能啟動，輸出切換到低電平。當結(jié)溫從關(guān)斷值下降約 10°C 時，輸出恢復(fù)。

輸出負載特性

ADuM322/ADuM4224 輸出信號決定了輸出的特性，其輸出級本質(zhì)上是一個 N 溝道 MOSFET。柵極驅(qū)動器負載響應(yīng)可使用典型的 MOSFET 模型進行建模，其中包含由于 PCB 走線（R_{TRACE}）、串聯(lián)柵極電阻（R_{GATE}）和柵極到源極電容（C_{GS}）導(dǎo)致的阻抗，如圖 21 所示。