新型SPI数字隔离器尺寸缩小80%、速度提升6倍

自2001年推出首款iCoupler数字隔离器以来，ADI通过不断创新在这一市场稳步成长。迄今为止，其数字隔离器已在超过10亿个通道中得到应用，且从未发生过击穿现象，可靠性非常高。 日前， 针对串行外设接口(SPI) 通信系统， ADI推出新型数字隔离器系列ADuM315x SPIsolator。该系列仍然基于iCoupler数字隔离器技术，可达到业界目前最高的40MHz SPI时钟速率，比竞争对手的尺寸小80%以上，成本低85%，却能提供6倍的时钟速率。 与基于替代数字隔离器或光电耦合器的解决方案需要的18至32个组件相比，高度集成的ADuM315x SPI数字隔离器系列只需3个组件。ADI接口和iCoupler数字隔离器应用工程师叶健介绍，受制于工艺等限制，业界目前多为分立的解决方案，而ADuM315x是目前首个完全在同一封装中进行集成的数字隔离器，简化了完整的SPI数字隔离解决方案设计。它在单个封装中集成了通常所需的低速状态和控制信号，为系统设计师提供了一种简单的高速SPI信号隔离解决方案。 ADI高级模拟设计工程师赵天挺补充，当前数字隔离器的实现方式主要有光耦合、电容耦合以及磁耦合等， ADI iCoupler全线产品都采用磁耦合的方式，其优势在于隔离强度更高、时序更精准且更易于扩展。据其介绍，iCou pler隔离变压器目前可实现最高5000V的隔离，关键就在于发送和接收变压器的顶层和底层线圈之间，采用了厚达20μm的聚酰亚胺材料作为隔离层，并在4mm×4mm芯片上集成了4 个变压器。在扩展性方面，因聚酰亚胺是柔性材料，因此可以把中间的介质增厚来提高隔离强度，从而满足日益提升的隔离需求。而电容耦合采用的是不易增厚的SiO2，延伸性相对较差。 与传统光电耦合器中使用LED和光电二极管不同，ADI消除了与光耦合器相关的不确定电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移问题，无需外部驱动器或分立器件，在同样的信号数据速率下，iCoupler产品的功耗是光耦的1/10～1/5。此外，由于采用晶圆级制造工艺，iCoupler能以较低成本相互集成，或是与其他半导体产品进行集成。 新推出的ADuM315x 共包括三个系列，分别是ADuM3150、ADuM3151/2/3以及ADuM3154 。其中， ADuM3150 支持器件主机侧的延迟输出时钟，可搭配主机上的额外通用端口， 以支持最高40MHz的时钟速率；ADuM3151/2/3提供采用不同配置的4个高速通道和3个额外的独立、低数据速率通道；ADuM3154数字隔离器提供从机选择多路复用系统， 一个隔离器最多可以维护4 个从机器件。 据介绍，ADuM315x系列支持ADI 12位、16位和18位精密ADC的最大采样速率，隔离额定值为3.75kVrms，支持众多高速率、SPI通信应用，包括工业自动化、仪表设备和电机控制中使用的分布式控制系统、可编程逻辑控制器和传感器监控器。ADI方面透露，为了满足更高的隔离需求，今年还将推出额定值为5kVrms的SPIsolator器件。(老墨) 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载