图3. 四通道隔离器ADuM1402功能框图
不像光耦合器,这些iCoupler®数字隔离器的性能在汽车整个使用期限内都不会下降,可以适应因季节变化经常会遇到的恶劣工作条件。表1 所列为最近发布的系列器件,这些器件已通过 AEC-Q100 认证,工作温度最高可达 125°C,所用材料与ADI 公司iCoupler 系列产品中广泛认可的对应器件相同,至今该系列出货量已超过3 亿片。表中双通道、3 通道和 4 通道 数字隔离器系列的数据速率最高可达25 Mbps,传播延迟低至32 ns。
表 1. 通过AEC Q100 认证的 i Coupler 隔离器
电源电压范围(V)3.5 to 5.5 V; 最大温度(°C) 125°C
平面变压器本身是双向的,因此信号可以沿任一方向传送。在总通道数范围内,驱动通道和接收通道可以任意组合使用。 例如,双通道 ADuM120xW、3 通道 ADuM130xW 和 4 通道ADuM140xW 单独或一起可提供7种不同的通道配置(4-0、3-1、2-2、3-0、2-1、2-0、1-1),确保所有情形下都能采用最 佳解决方案。图4归纳了可提供的各种不同配置。
图 4. ADuM120xW/ADuM130xW/ADuM140xW的七种不同配置
iCoupler 技术有两个突出特点:支持高数据速率,以及可以采用低电源电流工作。iCoupler 通道耗用的电源电流主要取决于它所承载的数据速率。采用 3V 电源工作、数据速率最高为 2 Mbps 时, ADuM140WS 两端及所有四个通道的总电源电流典型值为1.6 mA(最大值4 mA)。因为在ADuM140WS 的隔离端或"热"端,电源来自电池本身(通过一个稳压器),所以低功耗十分重要。监控器也采用同一电压源供电,因 此,监控和通信电路所有元件的功耗越低越好。所有隔离产品均提供小尺寸、薄型、表贴8 引脚SOIC_W或16 引脚SOIC_W封装,并且已通过 UL、CSA 和 VDE 安全认证。隔离额定值 最高可达2.5 kV(有效值),工作电压最高可达400 V(有效值)。
iCoupler 技术孕育出isoPower 集成式隔离电源
i Coupler 技术最激动人心的一项成果是将电源输送与信号传输集成在同一封装中。现在,利用与信号隔离所用的微变压器相似的技术,可以跨越隔离栅输送电源,从而为电池组中的数据 隔离器提供完全集成的远程供电解决方案。本地电源供给振荡电路,它通过一个芯片级空芯变压器切换电流。输送至隔离端的电源经过整流和调节,稳定在 3.3 V 或 5 V。隔离端控制器 通过产生一个PWM 控制信号,对输出进行反馈调节,该控制信号经由一个专用iCoupler 数据通道送回本地端。 PWM控制信号调制振荡器电路,以控制送至隔离端的电源。使用反馈功能可以明显提高功率和功效比。
ADuM540xW 是4 通道数字隔离器,内置isoPower®集成式隔离DC-DC 转换器;输入电源为5.0 V 或3.3 V 时,可提供最高500 mW的稳压隔离功率。与标准iCoupler 器件一样,它可提供多种不同的通道配置和数据速率。由于isoPower 器件利用高频开关元件通过其变压器输电,因此进行 PCB 布局时必须特别小心,确保符合电磁辐射标准。有关电路板布局考量因素 的详细信息,请参考应用笔记 AN-0971 :"isoPower器件的辐射控制建议"。ADuM540x 系列目前正在进行 AEC-Q100 认证。