概述
ADuM5230是一款隔離式半橋柵極驅(qū)動(dòng)器,采用ADI公司的iCoupler ^?^ 技術(shù)提供獨(dú)立的隔離高端和低端輸出。此款隔離器件結(jié)合了CMOS和微變壓器技術(shù)，并集成DC/DC轉(zhuǎn)換器來(lái)提供隔離高端電源。這樣便能消除與外部電源配置相關(guān)的成本、空間和性能困難，比如自舉電路。該高端隔離電源不僅可向ADuM5230高端輸出供電，還可向配合ADuM5230使用的任何外部緩沖電路供電。

與采用高壓電平轉(zhuǎn)換方法的柵極驅(qū)動(dòng)器相比，ADuM5230的輸入與各輸出之間具有真電氣隔離優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于輸入，各路輸出的工作電壓最高可達(dá)±700 VP，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)700 VP。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADUM5230隔離半橋驅(qū)動(dòng)器，集成高端電源技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• MOSFET/IGBT柵極驅(qū)動(dòng)器
• 汽車
• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)
• 電源

特性

• 集成隔離高端電源
• 150 mW副邊功耗
• 隔離高端和低端輸出
• 100 mA輸出源電流、300 mA輸出吸電流
• 高共模瞬變抗擾度： >25 kV/μs
• 工作溫度最高可達(dá)： 105°C
• 可調(diào)功率水平
• 16引腳寬體SOIC封裝
• 安全和法規(guī)認(rèn)證
  • UL認(rèn)證： 2500 V rms（1分鐘），符合UL 1577標(biāo)準(zhǔn)
• 通過(guò)汽車應(yīng)用認(rèn)證

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

應(yīng)用信息

工作原理

ADuM5230的直流-直流轉(zhuǎn)換器基于常見(jiàn)的反激式PWM控制器原理工作，該控制器用于大多數(shù)非隔離式電源。它采用次級(jí)側(cè)PWM控制架構(gòu)，將功率傳輸?shù)叫酒?jí)空芯變壓器，該變壓器切換電流。在次級(jí)側(cè)，電壓被鉗位、整流為直流電壓，然后調(diào)節(jié)至5V。iCoupler?數(shù)據(jù)通道是非易失性的，與負(fù)載無(wú)關(guān)。次級(jí)側(cè)的輸出電壓 V_{ISO} 被鉗位并提供給數(shù)據(jù)通道。

PWM占空比可通過(guò) V_{IO} 引腳上的元件控制，或者由次級(jí)側(cè)的內(nèi)部元件控制。此功能允許用戶在可用功率不足時(shí)提升功率（請(qǐng)參閱“功率供應(yīng)”部分的欠壓鎖定）。

欠壓鎖定可防止數(shù)據(jù)通道因低電壓而誤操作。

印刷電路板布局

ADuM5230數(shù)字隔離器集成了500mW iPower?直流-直流轉(zhuǎn)換器，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（見(jiàn)圖15）。ADuM5230的功率供應(yīng)部分采用180MHz振蕩器頻率，通過(guò)其芯片級(jí)變壓器高效傳輸功率。此外，iCoupler數(shù)據(jù)部分的正常運(yùn)行會(huì)在功率供應(yīng)引腳上引入開(kāi)關(guān)瞬變，這些瞬變對(duì)應(yīng)多個(gè)工作頻率。噪聲抑制需要低等效串聯(lián)電阻（ESR）的高頻電容；紋波抑制和恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)需要大容量電容，這些電容最方便地連接在Pin 1和Pin 2（用于 V_{DD1} ）以及Pin 14和Pin 15（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。較小的電容必須具有低ESR，例如，建議使用陶瓷電容。

低ESR電容兩端與輸入電源引腳之間的總引線長(zhǎng)度必須不超過(guò)20mm。安裝引線長(zhǎng)度超過(guò)20mm的去耦電容可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)耦合。建議在Pin 1和Pin 8以及Pin 9和Pin 15之間進(jìn)行去耦，以抑制噪聲并減少紋波。除非兩個(gè)公共接地引腳在封裝附近連接在一起，否則應(yīng)在Pin 1和Pin 8以及Pin 9和Pin 15之間進(jìn)行走線。

有關(guān)電路板布局指南以及減少輻射發(fā)射的方法，請(qǐng)參閱AN-0971《應(yīng)用筆記》。

在涉及高共模瞬變的應(yīng)用中，務(wù)必使電路板布局（跨隔離柵）的設(shè)計(jì)將耦合降至最低。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)器件的絕對(duì)最大額定值，進(jìn)而致使器件閂鎖或永久損壞。

ADuM5230是一種功率器件，滿負(fù)載且以最大速度運(yùn)行時(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15中的電路板布局為Pin 2、Pin 8、Pin 9和Pin 15顯示了擴(kuò)大的焊盤(pán)。應(yīng)實(shí)施從焊盤(pán)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(pán)尺寸由設(shè)計(jì)師決定，并取決于可用的電路板空間。

熱分析

ADuM5230分析了連接到三個(gè)熱框架的幾個(gè)內(nèi)部焊盤(pán)。每個(gè)器件都有一個(gè)熱焊盤(pán)，用于安裝到PCB的接地層。該器件的熱性能通過(guò)表1中的參數(shù)反映。結(jié)溫 T_J 的測(cè)量采用JEDEC標(biāo)準(zhǔn)四層板條件，帶金屬護(hù)罩和UL電氣額定操作條件。熱性能參數(shù)的保證值在指定的溫度范圍內(nèi)，如《輸出電流功率》部分所述。遵循印刷電路板布局建議可減少對(duì)PCB的熱阻，從而在更高環(huán)境溫度下增加降額裕度。

在功率耗散條件下（如圖12所示），封裝的外殼溫度在安全工作范圍內(nèi)；但是，如果結(jié)溫在100°C范圍內(nèi)，且環(huán)境溫度高于85°C，則耗散的功率足夠大，可將封裝加熱到高溫。如果器件在高溫下運(yùn)行，應(yīng)注意避免過(guò)高的紅外負(fù)載。