ADuM1201可使用π121U31间接替换π122U31直接替换

一般低速隔离通信150Kbps电路可使用π121U31，价格优势较大。速度快的有其它型号可达10M,200M,600M。
本文主要介绍ADUM1201,替换芯片π121U31简单资料请访问下行链接
只要0.74元的双通道数字隔离器，1T1R，增强型ESD-3.0 kV ，150Kbps数字隔离器
π121U31电源和地引脚位置相同。2通道的输入和输出引脚不同，间接替换。
π122U31电源和地引脚位置相同，2通道的输入和输出引脚相同，直接替换。

ADuM1201外形和丝印

串口通信隔离电路原理图ADuM1201外形和丝印

ADuM1201引脚定义和内部框图

π122U31引脚定义和内部框图

π121U31引脚定义和内部框图

ADuM1201用于电平转换，或隔离电路

串口通信隔离电路原理图

ADuM1201介绍

特征

窄体、符合 RoHS 标准、SOIC 8 引脚封装
低功耗操作
工作电压：5 V
0 Mbps 至 2 Mbps 时每通道最大 1.1 mA
每通道 3.7 mA（最大值，10 Mbps）
25 Mbps 时每通道最大 8.2 mA
3 V 工作电压
0 Mbps 至 2 Mbps 时每通道最大 0.8 mA
每通道 2.2 mA（最大值，10 Mbps）
每通道 4.8 mA（最大值，25 Mbps）
双向通信
3 V/5 V 电平转换
高温工作：125°C
高数据速率：直流至 25 Mbps （NRZ）
精确的定时特性
3 ns（最大脉宽失真）
3 ns（最大值）通道间匹配
高共模瞬态抗扰度：>25 kV/μs
安全和监管批准
UL认证
2500 V rms 持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准
CSA 组件验收通知 5A
VDE合格证书
DIN V VDE V 0884-10 （VDE V 0884-10）： 2006-12
VIORM = 560 V 峰值
符合汽车应用要求

应用

尺寸关键型多通道隔离
SPI接口/数据转换器隔离
RS-232/RS-422/RS-485 收发器隔离
数字现场总线隔离
混合动力电动汽车、电池监控器和电机驱动

一般描述

ADuM1200/ADuM1201均为基于ADI公司iCoupler®技术的双通道数字隔离器。
这些隔离元件结合了高速CMOS和单片变压器技术，具有优于光耦合器等替代产品的出色性能特征。
通过避免使用LED和光电二极管，iCoupler器件消除了通常与光耦合器相关的设计困难。

简单的iCoupler数字接口和稳定的性能特征消除了光耦合器对不确定电流传输比、非线性传递函数以及温度和寿命影响的典型担忧。这些 iCoupler 产品无需外部驱动器和其他分立元件。此外，在相当的信号数据速率下，iCoupler器件的功耗仅为光耦合器的十分之一到六分之一。
ADuM1200/ADuM1201隔离器提供两个独立的隔离通道，具有多种通道配置和数据速率（参见《订购指南》）。两款器件均采用2.7 V至5.5 V电源电压工作。
提供与低压系统的兼容性，并实现跨隔离栅的电压转换功能。此外，ADuM1200/ADuM1201还具有低脉宽失真（CR级<3 ns）和紧密的通道间匹配（CR级<3 ns）。与其他光耦合器不同，ADuM1200/ADuM1201隔离器
具有获得专利的刷新功能，可在无输入逻辑转换和上电断电条件下确保直流正确性。
ADuM1200W和ADuM1201W均为汽车级版本，工作温度温度为125°C。有关详细信息，请参阅“汽车产品”部分。

所有电压都相对于各自的接地;4.5 V ≤ VDD1 ≤ 5.5 V、4.5 V ≤ VDD2 ≤ 5.5 V;除非另有说明，否则所有最小/最大规格均适用于整个推荐的工作范围;所有典型规格均在TA = 25°C，VDD1 = VDD2 = 5 V;这不适用于ADuM1200W和ADuM1201W汽车级产品。

应用信息

PCB布局

ADuM1200/ADuM1201数字隔离器无需外部接口电路即可实现逻辑接口。强烈建议在输入和输出电源引脚处使用电源旁路。
电容值必须在0.01 μF和0.1 μF之间。
电容器两端和输入电源引脚之间的总引线长度不得超过 20 mm。
有关电路板布局指南，请参阅AN-1109应用笔记。
传播延迟相关参数
传播延迟是一个参数，用于描述逻辑信号在组件中传播所需的时间。逻辑低电平输出的传播延迟可能与逻辑高电平输出的传播延迟不同。
脉宽失真是这两个传播延迟值之间的最大差值，表示输入信号的时序保持精度。
通道间匹配是指单个ADuM1200/ADuM1201组件内通道之间的传播延迟差异的最大值。
传播延迟偏斜是指在相同条件下工作的多个ADuM1200/ADuM1201元件之间传播延迟差异的最大值。

直流正确性和磁场抗扰度

隔离器输入端的正负逻辑转换通过变压器向解码器发送窄脉冲（~1 ns）。解码器是双稳态的，因此由脉冲设置或复位，
指示输入逻辑转换。在输入端没有超过 ~1 μs 的逻辑转换时，会发送一组周期性的刷新脉冲，指示正确的输入状态，以确保输出端的直流正确性。如果解码器在约5 μs内未接收到任何内部脉冲，则假定输入侧未通电或无法正常工作，在这种情况下，看门狗定时器电路将强制隔离器输出进入默认状态。
ADuM1200/ADuM1201对外部磁场具有极强的抗冲击性。ADuM1200/ADuM1201的磁场抗扰度限制取决于变压器接收线圈中的感应电压足够大，足以错误地设置或复位解码器的情况。

本文研究了ADuM1200/ADuM1201的3 V工作条件，因为它是最易受影响的工作模式。
变压器输出端的脉冲幅度大于 1.0 V。解码器的检测阈值约为0.5 V，
因此，建立了一个0.5 V的裕量，在这个裕量中可以承受感应电压。接收线圈两端感应的电压由下式给出
最大允许外部磁通密度例如，在1 MHz的磁场频率下，0.2 kgauss的最大允许磁场在接收线圈上感应出0.25 V的电压。这大约是检测阈值的 50%，不会导致错误的输出转换。
同样，如果在发射脉冲期间发生此类事件（并且极性最差），则接收到的脉冲将从>1.0 V降低到0.75 V，仍远高于解码器的0.5 V检测阈值。
上述磁通密度值对应于距ADuM1200/ADuM1201变压器给定距离处的特定电流幅度。图14表示了这些允许电流幅度与所选距离频率的函数关系。如上所述，ADuM1200/ADuM1201具有极强的抗扰度，仅受极大电流的影响，这些电流在非常靠近元件的高频下工作。
以1 MHz为例，在距离ADuM1200/ADuM12015 mm5 mm处放置0.5 kA电流，以影响元件的工作。

请注意，在强磁场和高频的组合下，PCB走线形成的任何环路都可能感应出足够大的误差电压，从而触发后续电路的阈值。在布局此类跟踪时要小心，以避免这种可能性。

功耗

ADuM1200/ADuM1201隔离器给定通道的电源电流是电源电压、通道数据速率和通道输出负载的函数。
对于每个输入通道，电源电流由下式给出。略。
IIDDI （D）、IDDO （D）是每通道的输入和输出动态电源电流（mA/Mbps）。
CL 是输出负载电容（pF）。
VDDO 是输出电源电压（V）。
f是输入逻辑信号频率（MHz，输入数据速率的一半，NRZ信令）。
fr 是输入级刷新率（Mbps）。
IDDI （Q）、IDDO （Q）是指定的输入和输出静态电源电流（mA）。
为了计算 IDD1 和 IDD2 的总电源电流，计算并计算对应于 IDD1 和 IDD2 的每个输入和输出通道的电源电流。
提供每通道电源电流作为空载输出条件下数据速率的函数。图8显示了在15 pF输出条件下，每通道电源电流与数据速率的关系。给出了ADuM1200和ADuM1201通道配置时总VDD1和VDD2电源电流与数据速率的关系。

绝缘寿命

当在足够长的时间内承受电压应力时，所有绝缘结构最终都会崩溃。绝缘退化的速率取决于施加在绝缘上的电压波形的特性。除了监管机构执行的测试外，ADI公司还进行了一系列广泛的评估，以确定ADuM1200/ADuM1201绝缘结构的寿命。
ADI公司使用高于额定连续工作电压的电压水平进行加速寿命测试。确定几种操作条件的加速系数。
这些因素允许计算实际工作电压下的失效时间。表 14 中显示的值总结了双极交流工作条件下 50 年使用寿命的峰值电压和 CSA/VDE 认证的最大工作电压。在许多情况下，批准的工作电压高于 50 年使用寿命电压。在某些情况下，在这些高工作电压下运行会导致绝缘寿命缩短。
ADuM1200/ADuM1201的绝缘寿命取决于隔离栅两端的电压波形类型。
iCoupler 绝缘结构以不同的速率退化，具体取决于波形是双极交流、单极交流、或直流电。图15、图16和图17分别显示了这些不同的隔离电压波形。
双极交流电压是最严格的环境。在交流双极性条件下，50年的工作寿命目标决定了ADI公司推荐的最大工作电压。
在单极交流或直流电压的情况下，绝缘上的应力明显降低，这允许在更高的工作电压下运行，但仍能实现 50 年的使用寿命。表 14 中列出的工作电压可以在保持 50 年最短寿命的同时应用，前提是电压符合单极交流或直流电压情况。任何不符合图16或图17的交叉绝缘电压波形均应视为双极交流波形，峰值电压应限制在表14中列出的50年寿命电压值。
请注意，图16所示的电压显示为正弦曲线，仅用于说明目的。它旨在表示在 0 V 和某个限制值之间变化的任何电压波形。
极限值可以是正值或负值，但电压不能超过 0 V。