ADI ADM3251EARWZ-REEL数字隔离器中文详解

一、型号与类型

型号：ADM3251EARWZ-REEL

类型：这是一款由Analog Devices Inc.（亚德诺半导体）生产的数字隔离器，特别适用于RS-232/V.28接口的高速、完全隔离的收发器。该芯片集成了isoPower™技术和iCoupler®技术，提供了电气隔离、EMC滤波及高速数据传输的完整解决方案。

　　厂商名称：ADI

　　元件分类：数字隔离器

　　中文描述： ADI线路收发器,20引脚,SOIC封装,EIA/TIA-232-E，ITU-T V.28，RS-232接口,表面贴装,4.5→5.5 V单电源,最低工作温度-40°C,

　　英文描述： ANALOG DEVICES ADM3251EARWZ-REEL Transceiver,RS232,1 Driver,4.5V to 5.5V,SOIC-20

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k08-24103909-ADM3251EARWZ-REEL.html

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　　ADM3251EARWZ-REEL概述

　　ADM3251EARWZ-REEL是一款高速,2.5kV完全隔离,单通道RS-232/V.28收发器,由5V单电源供电.RIN与TOUT引脚带有高静电保护,该器件非常适合在恶劣环境中运作,或者用于需要经常插拔RS-232电缆的应用.ADM3251EARWZ采用双通道数字隔离器,具有soPower?集成隔离电源.不需要使用单独的隔离DC-DC转换器.Analogue Devices公司的变压器iCoupler®技术适用于隔离逻辑信号,以及用于集成DC-DC转换器.提供完整的隔离解决方案ADM3251EARWZ采用isoPower技术,该技术使用高频开关元件传输电力.在设计印刷电路板(PCB)时必须注意,以满足排放标准.

　　2.5kV完全隔离(电源与数据)RS-232收发器

　　isoPower®集成隔离DC-DC转换器

　　460kbps数据速率

　　1 Tx和1 Rx

　　符合EIA/TIA-232E标准

　　RIN与TOUT引脚带有静电保护

　　±8kV接触放电

　　±15kV气隙放电

　　0.1?F电荷泵电容器

　　>25kV/?s高共模瞬态抗扰度

　　安全与法规认证

　　应用场景

　　通信与网络,工业,医用,HVAC,发光二极管照明,安全,成像,视频和目视

　　ADM3251EARWZ-REEL中文参数

　　ADM3251EARWZ-REEL引脚图

二、工作原理

电气隔离：ADM3251EARWZ-REEL通过集成双通道数字隔离器，实现了电源和数据的2.5 kV完全隔离。这种隔离技术基于Analog Devices的iCoupler®芯片级变压器技术，利用高频开关元件通过变压器实现信号的隔离。电气隔离的主要目的是防止电路中的噪声和干扰信号对敏感元件的影响，从而提高系统的稳定性和可靠性。

isoPower™集成隔离电源：该芯片还集成了isoPower™技术，这是一种集成式的隔离式DC-DC转换器，无需外部隔离式DC-DC转换器即可为隔离侧提供电源。这种设计简化了电路布局，降低了系统成本，并提高了整体效率。

EMC滤波：为了抑制电磁干扰（EMC），ADM3251EARWZ-REEL采用了独特的EMC滤波技术。在现代复杂的电磁环境中，EMC噪声是影响电路性能的主要因素之一。通过内置的EMC滤波电路，该芯片能够有效地减少内外部噪声的干扰，确保信号的完整性和可靠性。

数据传输：ADM3251EARWZ-REEL支持高达460 kbps的数据速率，满足多种高速数据传输环境的需求。其内部机制通过优化信号路径和减少传输延迟，实现了高速数据传输和数据可靠性的平衡。

三、特点

1. 高速、完全隔离：支持2.5 kV的电气隔离，包括电源和数据隔离，适用于高噪声和复杂电磁环境。

2. 集成式解决方案：集成了isoPower™隔离式DC-DC转换器和iCoupler®芯片级变压器技术，无需外部隔离电源，简化了电路设计。

3. 高ESD保护：对RIN和TOUT引脚提供高ESD保护，适合电气恶劣的环境或RS-232电缆频繁插拔的应用场景。

4. EMC滤波：内置EMC滤波技术，有效抑制电磁干扰，提高信号完整性和系统稳定性。

5. 高数据速率：支持高达460 kbps的数据速率，满足高速数据传输需求。

6. 宽温度范围：额定温度范围为-40°C至+85°C，适用于各种工业环境。

7. 安全认证：通过UL、VDE、CSA等多项安全认证，确保产品的安全性和可靠性。

四、应用

ADM3251EARWZ-REEL广泛应用于需要电气隔离、高速数据传输和EMC滤波的工业场合，包括但不限于：

1. 高噪声数据通信：在存在大量电磁干扰的环境中，如工厂自动化、电力监控等场景，该芯片能够提供可靠的通信保障。

2. 工业通讯：在工业自动化系统中，该芯片可用于实现各种设备之间的数据交换和控制。

3. 通用RS232数据链路：作为RS-232接口的收发器，适用于各种需要RS-232通信的设备和系统。

4. 工业/电信诊断端口：在需要对设备进行远程监控和诊断的场合，该芯片能够提供稳定可靠的通信接口。

5. 医疗器材：在医疗设备中，电气隔离和EMC滤波是确保设备安全和性能的关键要素，ADM3251EARWZ-REEL能够满足这些要求。

五、参数

基本参数：

• 类型：数字隔离器

• 制造商：Analog Devices Inc.

• 系列：IsoPower®, iCoupler®

• 封装：20引脚宽体SOIC封装

• 工作温度范围：-40°C至+85°C

• 供电电压：4.5V ~ 5.5V

电气隔离：

• 隔离电压：2500Vrms（持续1分钟）

• 共模瞬变抗扰度：>25 kV/μs

数据传输：

• 数据速率：460 kbps

• 传播延迟：tpLH/tpHL（最大值）135ns, 190ns

• 脉宽失真（最大）：上升/下降时间（典型值）2.3ns, 2.3ns

ESD保护：

• RIN和TOUT引脚：±8 kV（接触放电），±15 kV（空气放电）

EMC特性：

• 内部EMC滤波：有效抑制电磁干扰，无需外部滤波器即可达到多种EMC标准。

电源特性：

• 隔离侧电源（isoPower™）：提供隔离侧所需的电源，无需外部DC-DC转换器。

• 电源效率：高效率设计，减少能耗，提升系统整体效率。

接口与兼容性：

• RS-232/V.28接口兼容：可直接连接标准的RS-232或V.28接口设备，无需额外转换电路。

• 逻辑电平兼容：兼容TTL和CMOS逻辑电平，便于与多种微控制器和数字逻辑电路连接。

封装与尺寸：

• 封装类型：20引脚宽体SOIC封装（具体型号可能因封装版本而异，如WSOIC-20、TSSOP-20等）。

• 尺寸：根据具体封装类型有所不同，但一般尺寸紧凑，适合高密度PCB布局。

其他特性：

• 低功耗：在低功耗模式下，能够显著降低功耗，延长电池供电设备的续航时间。

• 热关断保护：内置热关断功能，防止芯片因过热而损坏，提升系统的可靠性。

• 故障保护：具有多种故障保护机制，如过压保护、欠压保护等，确保在异常情况下芯片能够安全运行。

六、设计考虑与注意事项

1. 布局与布线：在PCB设计中，应注意隔离侧与非隔离侧的布局与布线，避免交叉干扰。同时，应确保隔离电容和电感等元件的布局合理，以优化EMC性能。

2. 电源设计：由于该芯片集成了isoPower™技术，因此在设计电源时无需额外考虑隔离侧电源的供电问题。但应确保主电源的稳定性和纹波噪声控制在合理范围内，以保证隔离侧电源的质量和稳定性。

3. 信号完整性：在高速数据传输应用中，应关注信号完整性问题。通过合理的端接、匹配和布局优化，可以减少信号反射和串扰，提高数据传输的可靠性和稳定性。

4. EMC设计：在电磁环境复杂的场合，应特别注意EMC设计。除了利用芯片内置的EMC滤波功能外，还可以通过增加外部滤波电路、优化接地和屏蔽等方式来进一步提升系统的EMC性能。

5. 安全认证：由于该芯片涉及电气隔离和电源转换等关键功能，因此在设计过程中应充分考虑安全因素。确保产品符合相关的安全标准和认证要求，如UL、VDE、CSA等。

6. 测试与验证：在设计完成后，应进行充分的测试与验证工作。通过模拟实际工作环境中的各种条件（如噪声、温度、电压波动等），来评估产品的性能和可靠性。同时，也可以利用专业的测试设备和软件进行更深入的测试和分析。

综上所述，ADI ADM3251EARWZ-REEL数字隔离器凭借其高速、完全隔离、集成式解决方案以及优秀的EMC性能等特点，在工业通信、医疗器材、电力监控等领域具有广泛的应用前景。在设计和应用过程中，需要充分考虑布局与布线、电源设计、信号完整性、EMC设计以及安全认证等因素，以确保产品的性能和可靠性。