数字隔离器的高压使用寿命
ADuM1300
二、产品特性
� � � � � � � � � 多方向三通道隔离 电平转换功能 工作电压：3V/5V 隔离电压：2500V 工作温度：125℃ 传输速率：1M/10M/90Mbps 传输延迟：32ns. 瞬态共模抑制能力：25KV/us SOIC-16 宽体无铅封装
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低功耗： 5 V operation 1.2 mA /通道 @ 0 Mbps to 2 Mbps 3.5 mA /通道 @ 10 Mbps 32 mA /通道 @ 90 Mbps 3 V operation 0.8 mA /通道 @ 0 Mbps to 2 Mbps /通道 @ 10 Mbps 2.2 mA mA/ 20 mA /通道 @ 90 Mbps
10
VE2
六、应用说明
1、ADuM130x 真值表
VIx 输入 高电平 低电平 X X X X VEx 输入 高或悬空 高或悬空 低电平 高或悬空 低电平 X VDD1 状态 有效 有效 有效 无效 无效 有效 VDD2 状态 有效 有效 有效 有效 有效 无效 VOx 输出 高电平 低电平 高阻状态 高电平 高阻状态 不确定
声 明
本中文资料是根据 ADI 官方提供的英文数据手册相关内容翻译和直接引用而得。仅用于帮助工程师更 快更好的了解该芯片基本功能，译文中可能存在文字组织或翻译错误，不对文档中存在的翻译差异及由此 产生的错误负责。最终解释权归北京晶圆智通科技有限公司所有，未经本公司授权，任何单位及个人不得 非法修改、拷贝和盈利。本公司拥有对此资料所有权及修改权且无需提前通知客户的权利。如需涉及更准 确性的资料，请参考原始英文版本资料。 /static/imported-files/data_sheets/ADuM1300_1301.pdf 版本信息 题目：三通道数字隔离器——ADuM130x 来源:北京晶圆智通科技有限公司 更新时间：2009-11 V1.3
数字隔离器原理
数字隔离器原理
数字隔离器是一种用于隔离数字信号的设备，其原理是利用光电隔离或磁电隔离技术实现信号的隔离传输。
在数字隔离器中，输入端和输出端通过光电隔离器或磁电隔离器进行隔离。
例如，光电隔离器将输入信号转换为光信号，再经过光传输介质传输到输出端，最后再通过光电转换器将光信号转换为输出信号。
这样，输入信号和输出信号之间就可以实现电气隔离，避免了信号传输过程中的电气干扰和噪声的影响。
数字隔离器的隔离传输能力取决于光电隔离器或磁电隔离器的性能。
光电隔离器通常使用光电耦合器来实现输入端和输出端之间的电光转换，而磁电隔离器则通过磁电传感器和磁电隔离器来实现。
数字隔离器具有广泛的应用，特别是在工业控制系统中。
它可以将控制信号隔离开来，以确保输入干扰或噪声不会传导到输出端，从而提高整个系统的稳定性和可靠性。
此外，数字隔离器还可以用于地线隔离、信号转换和电位隔离等场景。
总之，数字隔离器利用光电隔离或磁电隔离技术实现输入信号与输出信号之间的电气隔离，从而保证信号传输的稳定性和可靠性。
双通道数字隔离器ADUM1200ADUM1201中文资料
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双通道数字隔离器ADUM1200/ADUM1201中文资料
一、功能描述：~i%c:/ -
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ADuM120x是基于ADI（Analog device, inc）公司的iCoupler磁耦隔离技术的双通道数字隔离器。
采用了高速CMOS工艺和芯片级的变压器技术，在性能、功耗、体积等
各方面都有光电隔离器件无法比拟的优势。
iCoupler磁耦隔离技术是ADI公司的一项专利隔离技术，
它是一种基于芯片尺寸的变压器隔离技术，
而非传统的光电耦合器所采用的发光二极管（LED）与光敏三极管的组合。
由于其取消了光电耦合器中影响效率的光电转换环节，
因此其功耗仅为光电耦合器的1/10~1/60。
iCoupler数字接口具有稳定的性能特征，
具有比光电耦合器更高的数据传输速率、时序精度和瞬态共模抑制能力。
消除了光电耦合不稳定的电流传输率，非线性传输，温度和使用寿命等方面的问题。
ADuM120x隔离器在一个器件中提供两个独立的隔离通道。
两侧工作电压为2.7V~5.5V，支持低电压工作并能实现电平转换。
另外，ADuM120x具有很低的脉宽失真（<3ns）。
与其他光电隔离的解决方案不同的是，ADuM120x还具有直流校正功能，
有一个刷新电路保证即使不存在输入跳变的情况下输出状态也能与输入状态相匹配，
这对于上电状态和具有低数据速率的输入波形或恒定的直流输入情况下是很重要的。
此外，ADuM1200W和ADuM1201W是符合车用等级，工作温度达到125℃。
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数字隔离器的电源要求是什么
数字隔离器的电源要求是什么数字隔离器是一种电子器件，通常用于隔离电气回路，以确保高电压和低电压电路之间的安全分离。
数字隔离器需要电源来运行，并且在安装过程中有一些特定的电源要求，以确保其他电子设备的稳定性和安全性。
在本文中，我们将探讨数字隔离器的电源要求是什么。
输入电源数字隔离器需要一个输入电源来工作。
输入电源的电压范围取决于数字隔离器的型号和要求。
通常，数字隔离器都需要一个直流电源，输入电压的范围一般在5V至24V之间，可能稍高或稍低。
输入电源必须符合数字隔离器的电压范围要求，否则可能会导致数字隔离器无法正常工作。
在选择输入电源时，需要确保其能够稳定地提供所需的电压和电流。
电源功率数字隔离器需要一定的电源功率来工作。
如果电源功率不足，可能会导致数字隔离器无法正常工作或产生失真、噪声等问题。
因此，需要合理地选择具有足够电源功率的电源和电源类型。
噪声数字隔离器的输入电源必须是低噪声的。
高噪声电源会导致数字隔离器产生噪音和失真。
而低噪声电源则可以提高数字隔离器的精度和稳定性。
绝缘要求数字隔离器是为了隔离不同电气回路而设计的，因此，其输入和输出端之间需要有绝缘措施以防止互相干扰。
因此，输入电源必须经过隔离，并且数字隔离器自身还要具备高绝缘电压性能，以保证输入和输出之间的隔离效果。
滤波数字隔离器输入电源还需要滤波，以滤除电源中的高频噪声，以确保数字隔离器的精度和稳定性。
简单而低成本的滤波方法是使用电容、电感和电阻来构成RC滤波器。
结论因此，在选择数字隔离器的电源时，需要注意输入电源规格的要求，以及合理的电源功率、低噪声、绝缘和滤波措施。
如果以下条件满足，则输入电源是适合数字隔离器的：•电源电压范围在规定的范围内•电源能够稳定地提供所需的电压和电流•电源功率足够•低噪声•具备高绝缘电压性能•经过滤波处理，能够保证数字隔离器的精度和稳定性。
ADuM3210_3211_CN
※兼容 VDD1=3V,V DD2=5V 以及 VDD1=5V,V DD2=3V 的工作模式。
Http://
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ADuM 3210/1 ADuM3
五、芯片引脚配置和功能描述
图 3,ADuM3210 引脚图 引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 VDD1 VIA VIB GND1 GND2 VOB VOA VDD2 功能描述 Side1 端供电电源（2.7V~5.5V） Side1 逻辑输入 A Side1 逻辑输入 B Side1 端电源地 Side2 端电源地 Side2 逻辑输出 B Side2 逻辑输出 A Side2 端供电电源（2.7V~5.5V）
九、订购信息
型号 ADuM3210ARZ ADuM3210ARZ-RL7 ADuM3210BRZ ADuM3210BRZ-RL7 Http:// 通道 2 2 2 2 包装形式 管装 卷带 管装 卷带 最小包装 98 量 1000 98 1000 封装 SOIC8 SOIC8 SOIC8 SOIC8 无铅状态 无铅 无铅 无铅 无铅
3、传输延迟时间相关参数
传输延迟时间描述的是逻辑器件经过器件传输所需要的时间，低至高延迟时间（TPLH） 是指器件输入端上升沿与输出端上升沿之间的时间差，高至低延迟时间（TPHL）是指器件输 入端下降沿与输出端下降沿之间的时间差。如下图所示
4、脉宽失真
脉宽失真 PWD（pulse-width distortion）是指低至高延迟时间 TPLH 与高至低延迟时间 TPHL 之 间 的 最 大 差 值 ， 它 显 示 了 器 件 经 过 器 件 输 出 后 保 持 原 样 的 精 确 程 度 。 ADUM3210/ADUM3211 的 最 低 脉 宽 失 真 小 于 3ns(10M/25Mbps) ； 最 大 脉 宽 失 真 是 6ns(1Mbps)。
新型数字电容隔离器功能原理介绍
新型数字电容隔离器功能原理介绍工业和医疗应用中机器和设备设计规定的愈加严格迫使我们必须要在几乎所有类型的电子系统或电路中实施电隔离。
尽管数字隔离器已经代替了模拟隔离器，从而简化了隔离接口的设计，但广大设计人员现在面临的挑战是日益增长的高系统性能需求。
这里所说的高性能不仅仅指高数据速率和/或低功耗，而且还指高可靠性。
一方面，在恶劣的工业环境中通过稳健的数据传输来满足这一需求。
另一方面，特别是对隔离器而言，通过长使用寿命来解决这个问题。
最近在芯片设计和制造方面的技术进步已经成就了第二代数字电容隔离器，其高性能给低功耗和高可靠性定义了新的标准。
本文将介绍其功能原理和内部结构，并讨论其电流消耗和预计寿命。
功能原理图 1 显示了一款数字电容隔离器（DCI）的内部结构图。
该隔离器输入分为两个差分信号路径：一条为高数据速率通道（称作 AC-通道），另一条为低数据速率通道（称作 DC-通道）。
AC-通道传输介于 100 kbps 和 100 Mbps 之间的信号，而DC-通道则涵盖了从 100 kbps 到 DC 的范围。
图 1 数字电容隔离器的内部结构图高速信号由 AC 通道来处理，信号在通道中首先从单端模式转换为差分模式，然后被隔离层的电容-电阻网络差分为许多瞬态。
后面的比较器再将这些瞬态转换为差分脉冲，从而设置和重置一个“或非”门触发器。
相当于原始输入信号的触发器输出馈至判定逻辑（DCL）和输出多路复用器。
DCL 包括一个看门狗定时器，该定时器用于测量信号转换之间的持续时间。
如果两个连续转换之间的持续时间超出定时窗口（如低频信号的情况下），则 DCL 则指示输出多路复用器从 AC-通道切换到 DC-通道。
由于低频信号要求大容量电容器，而这种电容器使片上集成变得很困难，因此DC-通道的输入要有脉宽调制器（PWM）。
该调制器利用一个内部振荡器（OSC）的高频载波对低频输入信号进行调制。
在 AC-通道中对调制后信号的处理过程与高频信号相同。
数字隔离器原理及应用
数字隔离器原理及应用数字隔离器是一种常用的电子元件，主要用于将数字电路中的高电平信号和低电平信号隔离开来，以避免高电平信号对低电平信号的干扰。
数字隔离器的主要原理是利用光电隔离技术或磁电隔离技术，将输入和输出电路进行隔离，从而实现信号的隔离和传输。
数字隔离器主要应用于工业自动化控制系统、计算机网络系统、通信设备等领域。
在工业自动化控制系统中，数字隔离器主要用于隔离高电压和低电压信号，以保证控制信号的稳定性和可靠性。
在计算机网络系统中，数字隔离器主要用于隔离计算机和外部设备之间的信号，以保护计算机的安全和稳定性。
在通信设备中，数字隔离器主要用于隔离输入和输出信号，以保证通信的可靠性和安全性。
数字隔离器的主要特点是具有高隔离电压、高速度、低功耗、小体积、可靠性高等优点。
数字隔离器的隔离电压一般在1000V以上，能够有效地隔离高压信号和低压信号，从而保证信号的稳定性和可靠性。
数字隔离器的速度一般在10Mbps以上，能够满足高速传输的需求。
数字隔离器的功耗一般很低，能够节省能源和减少热量的产生。
数字隔离器的体积一般很小，能够方便地安装在各种场合。
数字隔离器的可靠性很高，能够长时间稳定工作。
数字隔离器的应用越来越广泛，随着工业自动化、智能化、信息化进程的加快，数字隔离器在各个领域都有着重要的应用。
数字隔离器的应用不仅可以提高系统的可靠性和稳定性，还可以降低系统的成本和维护成本。
随着数字隔离器技术的不断发展和创新，数字隔离器在未来的应用前景将会更加广阔。
数字隔离器是一种非常重要的电子元件，能够有效地隔离高电压和低电压信号，保证系统的可靠性和稳定性。
数字隔离器的应用越来越广泛，随着技术的不断发展和创新，数字隔离器的应用前景将会更加广阔。
详解数字隔离器(数字隔离芯片)的出厂测试
详解数字隔离芯片的出厂测试近年来，数字隔离芯片在工业，医疗，汽车等领域越来越多的被工程师所信赖。
数字隔离芯片因为体积小，集成度高，功耗低，通讯速度高等显著的特点，正在逐步替代传统的光耦器件。
数字隔离芯片是系统中涉及到高压安全的核心器件，因此出厂的时候需要经过严格筛选。
UL1577安规明确规定了，产品出厂测试的时候必须要进行相应的绝缘耐压条件下60s 的测试，或者是进行1.2倍绝缘耐压条件下1s的测试，高压测试通过的产品才可以出厂。
比如隔离强度为3000Vrms的产品，出厂的时候，要么在3000Vrms、频率为60Hz交流电压下承受60s，要么在3600Vrms、频率为60Hz的交流电压下承受1s。
UL1577规定的高压测试的检测方法是检测绝缘层的漏电流。
如果数字隔离芯片的绝缘层的耐压能够承受测试高压，那么检测到的绝缘层的漏电流会比较小，通常是uA级别的，那是因为施加的是低频的交流高压，只要隔离两侧存在一定的寄生电容，就会有交流漏电流存在。
但是如果数字隔离芯片的绝缘层耐压不能够承受对应的高压，那么绝缘层就会因为高压而产生不可控制的漏电流，最后导致隔离带受损。
通常数字隔离芯片的绝缘层在生产制造的时候需要做到很纯净，这样才能保证比较好的绝缘效果和绝缘寿命。
但是在实际生产过程中，不一定能够100%的保证绝缘层没有气泡或者是空隙，而这些空隙或者气泡的存在会导致绝缘性能下降，而这并不能通过检测高压漏电流的方法检测出来。
VDE0884-10规定了另外一种数字隔离芯片的高压检测方法，局部放电检测（Partial Discharge），它可以用来检测在一定高压下，因为绝缘介质存在空隙而引起的电荷的释放。
局部放电检测的施加电压不是绝缘耐压值，而是长期加在绝缘层上的工作电压，因为只有工作电压才是长期作用在绝缘层上，并可能会引起不良品反复的充放电，最终导致绝缘层过早地失效。
因此，VDE0884-10安规规定在产品出厂测试时，除了高压漏电流测试外，还需要进行局部放电检测。
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电源招聘专家ISO72x系列数字隔离器的高压使用寿命
2013-03-10
关键字：ISO72x 数字隔离器
1、引言
工业控制系统通常使用数字隔离器，该系统停工期成本较高，且可靠性也是该市场设备提供商最为关注的问题。
产品说明书规范涵盖了该隔离器的全面功能和参数性能，包括单事件、高压瞬态隔离层的最大电压能力。
但是，这些规范均不足以应对长期高压应用条件下隔离特性的行为。
本应用报告提供了在150℃结温下，ISO72x 系列数字隔离器与一个560V 连续输入至输出一起运行时的隔离特性的长期预测。
本报告首先对绝缘特性和额定电压进行了定义，然后对ISO72x 隔离层进行了描述。
并显示了经时击穿(TDDB) 模型和ISO72x 测试结果。
2、绝缘特性与额定电压
物理及化学构成决定了介电层具有固有绝缘特性，其包括可能在生产过程中引入的杂质和非完整性物质（内含物）。
人们非常清楚，这些内含物会导致该种绝缘特性会随时间而改变，并导致介电层的最终失效。
可通过对介电层施加一个电场和/或通过提高其温度来加速这些变化的发生。
大多数数字耦合器的产品说明书规范均只包括初始额定电压。
对于基本绝缘应用而言，大多数常见（包括ISO72x 系列）隔离耦合器是指4000-V (VIOTM) 额定电压。
表1 为厂商提供的典型的产品说明书额定电压。
单独从这一方面来讲，该额定电压并不意味着这种产品可以无限期地或者在任意高温条件下经受4000V 的电压。
实际上，只有在该额定电压下才有可能预测这种产品随时间而变化的耐压特性，其耐压特性可能会受到如工厂地面环境不断的高压击打(strike) 的影响。
点击看原图
人们所关心的另一个绝缘额定电压为工作电压(VIORM)，或连续运行电压。
这种额定电压意味着，如果其运行在施加于输入端和输出端之间的电压下，那么该产品在整个使用寿命中均保留了其绝缘特性。
通常，半导体产品的最短使用寿命为10 年。
3、ISO72x 器件的描述
ISO72x 系列产品由一个被高阻抗隔离层分离的输入和输出半导体器件组成，而设计该高阻抗隔离层的目的是用于电子信号在该隔离层上的传输。
ISO72x 使用容性耦合以实现在隔离层上传输信号，同时保持与输入相关的输出端隔离。
该电容器介电层为半导体级二氧化硅，并且为隔离层。
如图1 所示，该电容器构建在一个由镀铜组成的顶板(top plate)，以及一个由掺杂硅基板制造而成的底板之上。
顶板BCB（苯并环丁烯）自旋对介电质的钝化增强了这种绝缘特性。
图1、ISO72x 系列产品的隔离层
4、建模和测试方法
4、1 介电层击穿的TDDB E－模型
经时击穿(TDDB) 是介电材料（如二氧化硅(SiO2)）的一种重要的失效模式。
E－模型(1) 是一种人们最为广泛接受和使用的电容器击穿模型，并且可以被用于所有介电层厚度(2)。
电源招聘专家这种E－模型不仅仅是一种现象(3)，而且还具有物理退化机制(4)理论基础。
E－模型被视为所有文献(5) 中所有模型中最为可靠的一种。
更为复杂的系统（例如本文中讨论的系统）可能会有多种失效模式或者退化机制；每一种模式均可以通过其各自的E－模型被建模。
所有这些介电层退化率之和将会决定失效的总时间。
电容器将为所有的隔离器件的输入至输出建模。
电容器介电层厚度和材料类型会因产品的不同而不同。
在ISO72x 系列产品中，这种电容器是有源电路的组成部分，而并非是光学耦合器或电感/磁耦合器件情况中寄生电路的一部分。
使用寿命预测是通过一系列加速应力TDDB 测试来完成的。
依照E－模型，失效时间(TF) 与电场相关，如方程式1 所示。
方程式1 其中，∆Ho 为氧化物击穿的热函（被称为活化能），Eox 为隔离层的电场，其由隔离层厚度外加应力电压(VS) 的比率得出，kb 为波尔兹曼(Boltzmann) 常数，而则为场加速参数。
该数据是在150℃最坏运行条件下得出的，以避免进行温度修正。
由于VS 与Eox 成比例关系，且不必解决温度加速问题，因此可以使用一个简化模型（如方程式 2 所示），与此相对，只有TF 加速完全应用了较高电压VS。
方程式2 其中，M（电压加速参数）为一个与成比例关系的常数。
因此，通过使用方程式2，E －模型预测其为指数关系，或者，如果使用对数标尺将TF 绘制在Y 轴上，并使用线性刻度将VS 绘制在X 轴上，那么该关系看起来为线性图。
既然这样，M 就为该条线的斜率。
将该条线外推至工作电压(VIORM)，以实现使用寿命预测，而且通常非常可靠。
这是通过运用比工作电压更高的电压进行加速测试的一个结果。
该较高电压将激活其他导致明显背离于E－模型的介电层退化模式。
低压条件下可能为非激活状态的其他模式往往会降低这种斜率，从而导致较低的设计TF。
(1) 请参见参考书目1
(2) 请参见参考书目2
(3) 请参见参考书目3
(4) 请参见参考书目4 和 5
(5) 请参见参考书目6 和7
4、2 测试方法
一般而言，我们通常研究的是晶圆级半导体的使用寿命。
但是，由于涉及电压，并且为了获得更为精确的产品失效模式分析，本应用报告中采用了封装部件进行测试。
该测试设置中，过孔、双列直插封装(DIP) 生成了非人为数据；因此，DIP 部件生成了大多数数据点。
小外形集成电路(SOIC) 和DIP 器件均被测试和分析，以确定相同失效模式被激活。
图2 显示了测试器件(DUT) 的这种测试设置。
图2、高压使用寿命的测试设置
在一个使用高压源的二端结构中，基本方法是从输入到DUT 输出施加一个应力电压，同时将静态空气温度和环境空气温度均保持在150℃。
测试的开始激活了一个计时器，该计时器在电路电流超出1mA 时停止，其意味着介电层已经失效。
TF 因每一个应用测试电压而变得明显。
在每一个测试电压上独立地完成对DUT 的测试（每次测试一个DUT），可获得有效的统计结果。