概述
ADuM5000是一款基于ADI公司iCoupler^?^技術(shù)的隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器。該DC/DC轉(zhuǎn)換器可提供多種輸入/輸出電壓組合的穩(wěn)壓隔離功率。

ADI公司芯片級(jí)變壓器iCoupler技術(shù)使這款DC/DC轉(zhuǎn)換器的隔離功率傳輸效率最高可達(dá)33%。因此可提供小尺寸、完全隔離的解決方案。

對(duì)于采用isoPower^?^技術(shù)的iCouplers系列隔離器[ADuM5401]、[ADuM5402]、[ADuM5403]、[ADuM5404]和[ADuM520x]，利用ADuM5000可以獲得更高的輸出功率水平。

isoPower利用高頻開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)變壓器傳輸功率。設(shè)計(jì)印刷電路板(PCB)布局時(shí)應(yīng)特別小心，必須符合相關(guān)輻射標(biāo)準(zhǔn)。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADUM5000隔離式DC DC轉(zhuǎn)換器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• RS-232/RS-422/RS-485收發(fā)器
• 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線隔離
• 電源啟動(dòng)和柵極驅(qū)動(dòng)
• 隔離傳感器接口
• 工業(yè)PLC

特性

• 集成isoPower^?^的隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器
• 3.3V或5V調(diào)節(jié)輸出
• 最高500 mW輸出功率
• 16引腳SOIC封裝，爬電距離大于8 mm
• 工作溫度最高可達(dá)：105°C（最大值）
• 高共模瞬變抗擾度：>25 kV/μs
• 熱過(guò)載保護(hù)
• 安全和法規(guī)認(rèn)證
  UL認(rèn)證
  1分鐘2500 V rms，符合UL 1577標(biāo)準(zhǔn)
• CSA元件驗(yàn)收
  通知#5A（申請(qǐng)中）
• VDE合格證書(shū)（正在審批）
  DIN V VDE V 0884-10
  (VDE V 0884-10)：2006-12
  VIORM = 560 V峰值

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

應(yīng)用信息

ADuM5000的直流-直流轉(zhuǎn)換器部分的工作原理與大多數(shù)開(kāi)關(guān)電源相同。它采用帶有隔離脈沖寬度調(diào)制（PWM）反饋的次級(jí)側(cè)控制器架構(gòu)。輸入功率通過(guò)振蕩電路提供給芯片級(jí)空芯變壓器，該電路驅(qū)動(dòng)集成的初級(jí)側(cè)開(kāi)關(guān)。功率被傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè)，在那里被整流并調(diào)節(jié)為3.3V或5V。次級(jí)側(cè)（V_{ISO}）控制器通過(guò)創(chuàng)建PWM控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)輸出，該信號(hào)通過(guò)專用的iCoupler數(shù)據(jù)通道發(fā)送到初級(jí)側(cè)（**V_{DD1}**側(cè)）。PWM調(diào)制振蕩電路以將功率傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè)。反饋可顯著提高功率和效率。

ADuM5000可提供調(diào)節(jié)輸出（R_{COUT}）信號(hào)，該信號(hào)可連接到另一個(gè)iPower設(shè)備。此功能允許單個(gè)調(diào)節(jié)器控制多個(gè)電源模塊而不會(huì)產(chǎn)生干擾。當(dāng)存在輔助電源模塊時(shí)，**V_{ISO}**引腳可連接在一起作為單個(gè)電源。由于只有一個(gè)反饋控制路徑，這些電源一起工作（主模式）。ADuM5000還可作為調(diào)節(jié)控制源（從模式），并且可以由另一個(gè)iPower設(shè)備控制（從模式）。

此外，在**V_{IN}**引腳上實(shí)現(xiàn)了帶有遲滯的欠壓鎖定（UVLO），用于輸入保護(hù)電路。當(dāng)輸入電壓高于UVLO閾值時(shí)，直流-直流轉(zhuǎn)換器開(kāi)始工作。必須將UVLO閾值降低到轉(zhuǎn)換器的遲滯值以下才能禁用轉(zhuǎn)換器。此功能可防止電源啟動(dòng)序列中的許多問(wèn)題，例如，UVLO可確保順序電源降至最低電平，直到ADuM5000需要電流。此外，它可防止由于轉(zhuǎn)換器電流引起的任何電壓降導(dǎo)致電源關(guān)閉并引起振蕩。

印刷電路板布局

ADuM5000數(shù)字隔離器是一款0.5W的iPower集成直流-直流轉(zhuǎn)換器，邏輯接口無(wú)需外部接口電路。輸入和輸出電源引腳處需要電源去耦（見(jiàn)圖14）。

ADuM5000的功率供應(yīng)部分使用180MHz的振蕩器頻率通過(guò)其芯片級(jí)變壓器高效地為數(shù)據(jù)部分供電。此外，iCoupler的數(shù)據(jù)部分正常工作會(huì)在功率供應(yīng)引腳上引入開(kāi)關(guān)瞬變。多個(gè)工作頻率需要去耦電容。噪聲抑制需要低電感、高頻電容，而紋波抑制和適當(dāng)調(diào)節(jié)需要大容量電容。這些去耦電容最方便地連接在Pin 1和Pin 2（用于V_{DD1}）以及Pin 15和Pin 16（用于V_{ISO}）之間。

為了抑制噪聲和減少紋波，至少需要兩個(gè)電容并聯(lián)。推薦的電容值為0.1μF和10μF。最佳實(shí)踐建議使用非常低電感的陶瓷電容或其等效電容，以實(shí)現(xiàn)更小的尺寸。電容與輸入電源引腳之間的總引線長(zhǎng)度應(yīng)不超過(guò)10mm。考慮將Pin 1和Pin 8以及Pin 9和Pin 16連接在一起，除非兩個(gè)公共接地引腳在封裝附近連接在一起。

在涉及高共模瞬變的應(yīng)用中，確保電路板布局（跨隔離柵）的設(shè)計(jì)使耦合最小化。此外，電路板布局應(yīng)設(shè)計(jì)為：在給定的器件側(cè)，任何產(chǎn)生的耦合都能均勻影響所有引腳。若不這樣做，可能會(huì)導(dǎo)致引腳間出現(xiàn)電壓差，超過(guò)表10中規(guī)定的器件絕對(duì)最大額定值，進(jìn)而致使器件閂鎖和/或永久損壞。

ADuM5000是一種功率器件，滿負(fù)載時(shí)約耗散1W功率。由于無(wú)法對(duì)隔離器件應(yīng)用散熱器，器件的熱性能主要取決于通過(guò)GND引腳到PCB的熱傳導(dǎo)。如果器件在高環(huán)境溫度下使用，需提供備用。圖14中的電路板布局為Pin 2和Pin 8（GND_{1}）以及Pin 9和Pin 15（GND_{ISO}）顯示了擴(kuò)大的焊盤。應(yīng)實(shí)施從焊盤到地平面的多個(gè)過(guò)孔，以顯著降低芯片內(nèi)部的溫度。擴(kuò)大的焊盤尺寸由設(shè)計(jì)師決定，并取決于可用的電路板空間。

啟動(dòng)行為

ADuM5000器件不含軟啟動(dòng)電路。因此，在設(shè)計(jì)該器件時(shí)，必須考慮啟動(dòng)電流和電壓行為。

當(dāng)向**V_{DD1}施加電源時(shí)，輸入開(kāi)關(guān)電路開(kāi)始工作。當(dāng)達(dá)到UVLO最小可用電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)電流驅(qū)動(dòng)輸出電源，直到達(dá)到調(diào)節(jié)電壓，此時(shí)PWM控制開(kāi)始工作。達(dá)到調(diào)節(jié)電壓所需的電流和時(shí)間取決于負(fù)載和V_{DD1}**壓擺率。