概述
ADuM3224/[ADuM4224]是4 A隔離式半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，采用ADI公司的iCoupler ^?^ 技術(shù)，提供獨(dú)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(dòng)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(gè)獨(dú)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(dòng)器相比，ADuM3224/ADuM4224的輸入與各輸出之間具有真電流隔離優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于輸入，各路輸出的持續(xù)工作電壓最高可達(dá)560 V峰值，因而支持低端切換至負(fù)電壓。高端與低端之間的差分電壓最高可達(dá)800 V峰值。

因此，ADuM3224/ADuM4224可以在很寬的正或負(fù)切換電壓范圍內(nèi)，可靠地控制IGBT/MOSFET配置的開(kāi)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(dòng)器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• 開(kāi)關(guān)電源
• 隔離式IGBT/MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)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(duì)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(dòng)
• 次級(jí)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(shí)特性
  隔離器和驅(qū)動(dòng)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(qiáng)的系統(tǒng)級(jí)ESD保護(hù)性能，符合IEC 61000-4-x標(biāo)準(zhǔn)
• 工作結(jié)溫高達(dá)：125℃
• 默認(rèn)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(wú)需外部接口電路。強(qiáng)烈建議在輸入和輸出電源引腳處進(jìn)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(shí)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(gè) 10μF 的電容，為驅(qū)動(dòng) 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(guò)孔，且不要并聯(lián)空的焊盤(pán)，以降低去耦電容的電感。較小電容兩端的總走線長(zhǎng)度以及輸入或輸出電源引腳的走線長(zhǎng)度不得超過(guò) 5mm 。對(duì)于特定的輸出功率要求，請(qǐng)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(duì)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(yùn)行過(guò)程中，如果電源電壓降至 UVLO 閾值以下，輸出將進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)，以保護(hù)開(kāi)關(guān)免受過(guò)壓損壞。通過(guò) V_{UVLO} 閾值可設(shè)置欠壓鎖定門(mén)限，該門(mén)限可針對(duì)不同的次級(jí)側(cè)電源進(jìn)行選擇（詳見(jiàn)《訂購(gòu)指南》）。此外，在每個(gè)輸出通道中，一個(gè) UVLO 可控制一個(gè)通道，而在其他情況下，一個(gè) UVLO 可控制多個(gè)通道。

傳播延遲相關(guān)參數(shù)

傳播延遲是描述邏輯信號(hào)在組件中傳播所需時(shí)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(jiàn)圖 20）到輸出上升 10% 閾值的時(shí)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(shí)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(shí)間。上升和下降時(shí)間取決于負(fù)載條件，且與傳播延遲無(wú)關(guān)，傳播延遲是柵極驅(qū)動(dòng)器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

通道間匹配是指單個(gè) 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(fù)載條件下運(yùn)行的多個(gè) ADuM322/ADuM4224 組件之間，傳播延遲的最大差異量。

熱限制和開(kāi)關(guān)負(fù)載特性

對(duì)于隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器，輸入和輸出電路之間需要電氣隔離，這使得無(wú)法使用單個(gè)熱通路器件，因此熱量主要通過(guò)封裝耗散。

功耗受輸出電壓、開(kāi)關(guān)頻率、工作占空比和有效負(fù)載電容的限制，決定了主要的功耗。要計(jì)算每個(gè)通道內(nèi)的功耗，請(qǐng)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(fù)載的有效電容。
• V_{DD2} 是次級(jí)側(cè)電源電壓。
• f_{SW} 是開(kāi)關(guān)頻率。
• R_{GATE} 是 ADuM322 的開(kāi)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(duì)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(gè) ADuM322/ADuM4224 隔離器輸出都有熱關(guān)斷保護(hù)功能。該功能通常在結(jié)溫達(dá)到約 150°C 時(shí)觸發(fā)，此時(shí)保險(xiǎn)絲功能啟動(dòng)，輸出切換到低電平。當(dāng)結(jié)溫從關(guān)斷值下降約 10°C 時(shí)，輸出恢復(fù)。

輸出負(fù)載特性

ADuM322/ADuM4224 輸出信號(hào)決定了輸出的特性，其輸出級(jí)本質(zhì)上是一個(gè) N 溝道 MOSFET。柵極驅(qū)動(dòng)器負(fù)載響應(yīng)可使用典型的 MOSFET 模型進(jìn)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。