ADI ADM3251EARWZ-REEL數(shù)字隔離器中文詳解

一、型號與類型

型號：ADM3251EARWZ-REEL

類型：這是一款由Analog Devices Inc.（亞德諾半導(dǎo)體）生產(chǎn)的數(shù)字隔離器，特別適用于RS-232/V.28接口的高速、完全隔離的收發(fā)器。該芯片集成了isoPower?技術(shù)和iCoupler?技術(shù)，提供了電氣隔離、EMC濾波及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾鉀Q方案。

　　廠商名稱：ADI

　　元件分類：數(shù)字隔離器

　　中文描述： ADI線路收發(fā)器,20引腳,SOIC封裝,EIA/TIA-232-E，ITU-T V.28，RS-232接口,表面貼裝,4.5→5.5 V單電源,最低工作溫度-40°C,

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

　　數(shù)據(jù)手冊：https://www.kmzr.net.cn/data/k08-24103909-ADM3251EARWZ-REEL.html

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　　ADM3251EARWZ-REEL概述

　　ADM3251EARWZ-REEL是一款高速,2.5kV完全隔離,單通道RS-232/V.28收發(fā)器,由5V單電源供電.RIN與TOUT引腳帶有高靜電保護,該器件非常適合在惡劣環(huán)境中運作,或者用于需要經(jīng)常插拔RS-232電纜的應(yīng)用.ADM3251EARWZ采用雙通道數(shù)字隔離器,具有soPower?集成隔離電源.不需要使用單獨的隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器.Analogue Devices公司的變壓器iCoupler?技術(shù)適用于隔離邏輯信號,以及用于集成DC-DC轉(zhuǎn)換器.提供完整的隔離解決方案ADM3251EARWZ采用isoPower技術(shù),該技術(shù)使用高頻開關(guān)元件傳輸電力.在設(shè)計印刷電路板(PCB)時必須注意,以滿足排放標準.

　　2.5kV完全隔離(電源與數(shù)據(jù))RS-232收發(fā)器

　　isoPower?集成隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器

　　460kbps數(shù)據(jù)速率

　　1 Tx和1 Rx

　　符合EIA/TIA-232E標準

　　RIN與TOUT引腳帶有靜電保護

　　±8kV接觸放電

　　±15kV氣隙放電

　　0.1?F電荷泵電容器

　　>25kV/?s高共模瞬態(tài)抗擾度

　　安全與法規(guī)認證

　　應(yīng)用場景

　　通信與網(wǎng)絡(luò),工業(yè),醫(yī)用,HVAC,發(fā)光二極管照明,安全,成像,視頻和目視

　　ADM3251EARWZ-REEL中文參數(shù)

　　ADM3251EARWZ-REEL引腳圖

二、工作原理

電氣隔離：ADM3251EARWZ-REEL通過集成雙通道數(shù)字隔離器，實現(xiàn)了電源和數(shù)據(jù)的2.5 kV完全隔離。這種隔離技術(shù)基于Analog Devices的iCoupler?芯片級變壓器技術(shù)，利用高頻開關(guān)元件通過變壓器實現(xiàn)信號的隔離。電氣隔離的主要目的是防止電路中的噪聲和干擾信號對敏感元件的影響，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

isoPower?集成隔離電源：該芯片還集成了isoPower?技術(shù)，這是一種集成式的隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器，無需外部隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器即可為隔離側(cè)提供電源。這種設(shè)計簡化了電路布局，降低了系統(tǒng)成本，并提高了整體效率。

EMC濾波：為了抑制電磁干擾（EMC），ADM3251EARWZ-REEL采用了獨特的EMC濾波技術(shù)。在現(xiàn)代復(fù)雜的電磁環(huán)境中，EMC噪聲是影響電路性能的主要因素之一。通過內(nèi)置的EMC濾波電路，該芯片能夠有效地減少內(nèi)外部噪聲的干擾，確保信號的完整性和可靠性。

數(shù)據(jù)傳輸：ADM3251EARWZ-REEL支持高達460 kbps的數(shù)據(jù)速率，滿足多種高速數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境的需求。其內(nèi)部機制通過優(yōu)化信號路徑和減少傳輸延遲，實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)可靠性的平衡。

三、特點

1. 高速、完全隔離：支持2.5 kV的電氣隔離，包括電源和數(shù)據(jù)隔離，適用于高噪聲和復(fù)雜電磁環(huán)境。

2. 集成式解決方案：集成了isoPower?隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器和iCoupler?芯片級變壓器技術(shù)，無需外部隔離電源，簡化了電路設(shè)計。

3. 高ESD保護：對RIN和TOUT引腳提供高ESD保護，適合電氣惡劣的環(huán)境或RS-232電纜頻繁插拔的應(yīng)用場景。

4. EMC濾波：內(nèi)置EMC濾波技術(shù)，有效抑制電磁干擾，提高信號完整性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

5. 高數(shù)據(jù)速率：支持高達460 kbps的數(shù)據(jù)速率，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸需求。

6. 寬溫度范圍：額定溫度范圍為-40°C至+85°C，適用于各種工業(yè)環(huán)境。

7. 安全認證：通過UL、VDE、CSA等多項安全認證，確保產(chǎn)品的安全性和可靠性。

四、應(yīng)用

ADM3251EARWZ-REEL廣泛應(yīng)用于需要電氣隔離、高速數(shù)據(jù)傳輸和EMC濾波的工業(yè)場合，包括但不限于：

1. 高噪聲數(shù)據(jù)通信：在存在大量電磁干擾的環(huán)境中，如工廠自動化、電力監(jiān)控等場景，該芯片能夠提供可靠的通信保障。

2. 工業(yè)通訊：在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，該芯片可用于實現(xiàn)各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換和控制。

3. 通用RS232數(shù)據(jù)鏈路：作為RS-232接口的收發(fā)器，適用于各種需要RS-232通信的設(shè)備和系統(tǒng)。

4. 工業(yè)/電信診斷端口：在需要對設(shè)備進行遠程監(jiān)控和診斷的場合，該芯片能夠提供穩(wěn)定可靠的通信接口。

5. 醫(yī)療器材：在醫(yī)療設(shè)備中，電氣隔離和EMC濾波是確保設(shè)備安全和性能的關(guān)鍵要素，ADM3251EARWZ-REEL能夠滿足這些要求。

五、參數(shù)

基本參數(shù)：

• 類型：數(shù)字隔離器

• 制造商：Analog Devices Inc.

• 系列：IsoPower?, iCoupler?

• 封裝：20引腳寬體SOIC封裝

• 工作溫度范圍：-40°C至+85°C

• 供電電壓：4.5V ~ 5.5V

電氣隔離：

• 隔離電壓：2500Vrms（持續(xù)1分鐘）

• 共模瞬變抗擾度：>25 kV/μs

數(shù)據(jù)傳輸：

• 數(shù)據(jù)速率：460 kbps

• 傳播延遲：tpLH/tpHL（最大值）135ns, 190ns

• 脈寬失真（最大）：上升/下降時間（典型值）2.3ns, 2.3ns

ESD保護：

• RIN和TOUT引腳：±8 kV（接觸放電），±15 kV（空氣放電）

EMC特性：

• 內(nèi)部EMC濾波：有效抑制電磁干擾，無需外部濾波器即可達到多種EMC標準。

電源特性：

• 隔離側(cè)電源（isoPower?）：提供隔離側(cè)所需的電源，無需外部DC-DC轉(zhuǎn)換器。

• 電源效率：高效率設(shè)計，減少能耗，提升系統(tǒng)整體效率。

接口與兼容性：

• RS-232/V.28接口兼容：可直接連接標準的RS-232或V.28接口設(shè)備，無需額外轉(zhuǎn)換電路。

• 邏輯電平兼容：兼容TTL和CMOS邏輯電平，便于與多種微控制器和數(shù)字邏輯電路連接。

封裝與尺寸：

• 封裝類型：20引腳寬體SOIC封裝（具體型號可能因封裝版本而異，如WSOIC-20、TSSOP-20等）。

• 尺寸：根據(jù)具體封裝類型有所不同，但一般尺寸緊湊，適合高密度PCB布局。

其他特性：

• 低功耗：在低功耗模式下，能夠顯著降低功耗，延長電池供電設(shè)備的續(xù)航時間。

• 熱關(guān)斷保護：內(nèi)置熱關(guān)斷功能，防止芯片因過熱而損壞，提升系統(tǒng)的可靠性。

• 故障保護：具有多種故障保護機制，如過壓保護、欠壓保護等，確保在異常情況下芯片能夠安全運行。

六、設(shè)計考慮與注意事項

1. 布局與布線：在PCB設(shè)計中，應(yīng)注意隔離側(cè)與非隔離側(cè)的布局與布線，避免交叉干擾。同時，應(yīng)確保隔離電容和電感等元件的布局合理，以優(yōu)化EMC性能。

2. 電源設(shè)計：由于該芯片集成了isoPower?技術(shù)，因此在設(shè)計電源時無需額外考慮隔離側(cè)電源的供電問題。但應(yīng)確保主電源的穩(wěn)定性和紋波噪聲控制在合理范圍內(nèi)，以保證隔離側(cè)電源的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

3. 信號完整性：在高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中，應(yīng)關(guān)注信號完整性問題。通過合理的端接、匹配和布局優(yōu)化，可以減少信號反射和串擾，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。

4. EMC設(shè)計：在電磁環(huán)境復(fù)雜的場合，應(yīng)特別注意EMC設(shè)計。除了利用芯片內(nèi)置的EMC濾波功能外，還可以通過增加外部濾波電路、優(yōu)化接地和屏蔽等方式來進一步提升系統(tǒng)的EMC性能。

5. 安全認證：由于該芯片涉及電氣隔離和電源轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵功能，因此在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮安全因素。確保產(chǎn)品符合相關(guān)的安全標準和認證要求，如UL、VDE、CSA等。

6. 測試與驗證：在設(shè)計完成后，應(yīng)進行充分的測試與驗證工作。通過模擬實際工作環(huán)境中的各種條件（如噪聲、溫度、電壓波動等），來評估產(chǎn)品的性能和可靠性。同時，也可以利用專業(yè)的測試設(shè)備和軟件進行更深入的測試和分析。

綜上所述，ADI ADM3251EARWZ-REEL數(shù)字隔離器憑借其高速、完全隔離、集成式解決方案以及優(yōu)秀的EMC性能等特點，在工業(yè)通信、醫(yī)療器材、電力監(jiān)控等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在設(shè)計和應(yīng)用過程中，需要充分考慮布局與布線、電源設(shè)計、信號完整性、EMC設(shè)計以及安全認證等因素，以確保產(chǎn)品的性能和可靠性。