ADI ADUM4160BRWZ-RL数字隔离器中文详细资料

一、型号与类型

ADUM4160BRWZ-RL是Analog Devices Inc.（ADI）生产的一款高性能数字隔离器，特别针对全速/低速USB应用设计。这款隔离器结合了高速CMOS工艺与单片空芯变压器技术，提供了优异的电气性能和可靠的隔离能力。其封装形式为SOP16，便于在各类电子系统中集成使用。ADUM4160BRWZ-RL作为ADI全系列数字隔离器中的一员，以其独特的iCoupler®技术脱颖而出，成为市场上备受欢迎的产品之一。

　　厂商名称：ADI

　　元件分类：数字隔离器

　　中文描述： 数字隔离器,2放大器,3.1 V,5.5 V,WSOIC,16引脚,12 Mbps

　　英文描述： Full/Low Speed 5 kV USB Digital Isolator

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k08-24103152-ADUM4160BRWZ-RL.html

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　　ADUM4160BRWZ-RL概述

　　ADUM4160是一款基于Analog Devices,Inc.的iCoupler®技术的USB端口隔离器。该隔离元件结合了高速CMOS和单片空气芯变压器技术，具有出色的性能特点，并易于与低速和全速USB兼容的外设设备集成。它提供了检测数据流方向和控制输出缓冲器状态的机制。数据方向是在逐个数据包的基础上确定的。它使用基于边缘检测的iCoupler技术，结合内部逻辑，实现一个透明的、易于配置的、面向上游的端口隔离器。隔离一个面向上游的端口在简单性、电源管理和稳健运行方面具有一些优势。它被广泛应用于USB外设设备的隔离、隔离的USB集线器、医疗应用等。

　　输入数量，VDD1侧为2

　　输入数量，VDD2侧为2

　　最大数据速率为12Mbps

　　最大传播延迟为70ns（在5V时）

　　最大抖动为3ns

　　双向通信

　　兼容USB 2.0

　　高共模瞬态抗扰>35kV/µs（典型值）

　　工作温度:-40°C到+105°C

　　封装方式为16引脚SOIC-W

　　ADUM4160BRWZ-RL中文参数

　　ADUM4160BRWZ-RL引脚图

二、工作原理

ADUM4160BRWZ-RL的工作原理主要基于磁耦合技术，即利用磁场作为信号传输的媒介，实现电路之间的电气隔离。在输入端，数字信号通过内部的CMOS电路转换为适合磁耦合的电流信号，这些电流信号在空芯变压器中激发磁场，磁场再穿过变压器间隙，在接收端感应出相应的电流信号。接收端的CMOS电路再将感应电流信号转换回原始的数字信号，从而完成信号的隔离传输。

与传统的光耦隔离器相比，磁耦隔离器具有更快的传输速度和更长的传输距离，同时避免了光耦器件对温度、湿度等环境因素的敏感性。此外，ADUM4160BRWZ-RL还结合了边沿检测的iCoupler技术，能够实时监测信号边沿，确保数据流的准确无误，并提供了易于配置和透明的端口隔离解决方案。

三、特点

1. 优异的电气性能：ADUM4160BRWZ-RL结合了高速CMOS工艺和单片空芯变压器技术，提供了出色的电气性能，包括低传播延迟、高共模瞬变抗扰度等。

2. 广泛的电源适应性：该隔离器可以接受3.1V至5.5V的电源电压，并在内部自动调整至合适的信号电平，从而与VBUS直接相连，增强了系统的灵活性和兼容性。

3. 智能的数据流控制：ADUM4160BRWZ-RL能够检测数据流向，并控制输出缓冲的状态，确保数据在D+/D−线路上的正确传输和接收。同时，它还支持外设通过上拉电阻控制连接时序，提高了系统的稳定性和可靠性。

4. 高隔离电压：该隔离器提供了5000Vrms的隔离电压，有效隔离了电路之间的电气连接，防止了潜在的电磁干扰和信号串扰。

5. 低功耗与挂起模式：ADUM4160BRWZ-RL的空闲电流较低，并支持挂起模式，有助于降低系统的整体功耗，延长电池使用寿命。

6. 完全兼容USB 2.0：该隔离器完全兼容USB 2.0低速和全速数据速率，即1.5 Mbps和12 Mbps双向通信，为USB外设和隔离式USB集线器等应用提供了理想的解决方案。

7. 增强的ESD性能：ADUM4160BRWZ-RL具有3A类接触式ESD性能，符合ANSI/ESD STM5.1-2007标准，提高了系统的抗静电干扰能力。

四、应用

ADUM4160BRWZ-RL广泛应用于需要电气隔离的USB外设和系统中，包括但不限于：

1. USB外设隔离：在需要将USB外设与主机或其他系统隔离的场合，如医疗设备、工业控制设备等，ADUM4160BRWZ-RL提供了可靠的隔离解决方案，确保了数据传输的安全性和稳定性。

2. 隔离式USB集线器：在构建隔离式USB集线器时，ADUM4160BRWZ-RL可以作为关键组件，实现各端口之间的电气隔离，防止信号串扰和电磁干扰。

3. 医疗设备：在医疗电子系统中，电气隔离是确保患者安全的重要措施之一。ADUM4160BRWZ-RL的高隔离电压和低功耗特性使其成为医疗设备的理想选择。

4. 工业控制：在工业控制系统中，各种传感器和执行器需要与控制器进行通信。ADUM4160BRWZ-RL提供了可靠的隔离通信方案，确保了数据传输的准确性和稳定性。

5. 航空航天与国防：在航空航天和国防领域，对电气隔离的要求更为严格。ADUM4160BRWZ-RL的高性能和高可靠性使其成为这些领域中的重要组件。

五、参数

以下是ADUM4160BRWZ-RL的主要技术参数：

• 工作电源电压：3.1V至5.5V

• 隔离电压：5000Vrms

• 数据速率：全速/低速USB（1.5 Mbps至12 Mbps）

• 传播延迟：典型值约为20ns（具体数值可能随温度和电源电压变化）

• 共模瞬变抗扰度：高（具体数值请参考数据手册，能够抵御较大的共模电压瞬变）

• 电源电流：低功耗设计，具体数值因工作模式（正常模式与挂起模式）而异，通常挂起模式下电流更低

• 工作温度范围：-40°C至+85°C（工业级温度范围），部分型号可能支持更宽的温度范围

• 封装形式：SOP16，便于PCB布局和焊接

• 引脚配置：包括电源引脚（VCC、GND）、数据输入输出引脚（D+、D-）、使能/控制引脚（如果有的话）以及可能的故障/状态指示引脚

• ESD保护：符合ANSI/ESD STM5.1-2007标准，提供3A类接触式ESD保护

• 热阻：具体数值取决于封装和PCB布局，通常会在数据手册中给出

• 存储温度范围：-65°C至+150°C（通常比工作温度范围更宽，以确保长期存储的稳定性）

• 封装材料：符合RoHS标准，无铅环保

• 认证与合规性：可能符合UL、VDE、CSA等安全标准，以及CE、FCC等电磁兼容性标准（具体需参考产品数据手册和认证信息）

六、设计考虑

在使用ADUM4160BRWZ-RL进行设计时，需要考虑以下几个关键因素：

1. 电源设计：确保为隔离器提供稳定的电源电压，并在必要时添加滤波电路以减少电源噪声的干扰。

2. 布局与布线：优化PCB布局，减少信号路径中的寄生电感和电容，避免信号反射和串扰。同时，注意隔离器与其他敏感元件之间的间距，以满足电气隔离的要求。

3. 信号完整性：采用合适的终端电阻和匹配网络，确保信号在传输过程中的完整性和稳定性。

4. 故障保护：设计适当的故障检测和保护机制，如过流保护、过压保护等，以提高系统的可靠性和安全性。

5. 电磁兼容性：考虑隔离器在系统中的电磁辐射和敏感度问题，采取适当的屏蔽和滤波措施，确保系统满足相关电磁兼容性标准。

6. 温度管理：在温度较高的环境中使用时，注意隔离器的热性能，确保其在规定的工作温度范围内运行。

七、总结

ADUM4160BRWZ-RL作为一款高性能的数字隔离器，以其优异的电气性能、广泛的电源适应性、智能的数据流控制以及高隔离电压等特点，在USB外设、隔离式USB集线器、医疗设备、工业控制以及航空航天与国防等领域中得到了广泛应用。通过合理的设计和布局，可以充分发挥其性能优势，提高系统的稳定性和可靠性。同时，ADI提供的丰富技术资源和支持服务也为工程师们在使用该产品时提供了有力的保障。