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ADUM4160BRIZ 发布时间 时间:2025/11/4 23:54:47 查看 阅读:17

ADUM4160BRIZ是一款由Analog Devices(亚德诺半导体)推出的高性能数字隔离器,专为实现USB 2.0全速(12 Mbps)通信的电气隔离而设计。该器件采用ADI公司先进的iCoupler?技术,将高速CMOS工艺与微变压器技术相结合,能够在单个芯片上实现信号隔离和数据传输功能。ADUM4160BRIZ特别适用于需要在主机和外设之间提供高电压隔离的USB接口应用,例如工业自动化、医疗设备、测试与测量系统以及任何要求增强安全性和抗噪声能力的场合。该器件无需使用传统的光耦合器和分立元件,简化了系统设计,提高了可靠性和集成度。它支持USB 2.0协议中的全速模式,不适用于高速(480 Mbps)操作。ADUM4160BRIZ集成了三个下行通道和一个上行通道,分别用于D+、D-信号的隔离传输以及方向控制逻辑。其内部结构包含高频振荡器、隔离层和解调电路,能够实现精确的数据同步和低传播延迟。此外,该芯片具备出色的瞬态共模抑制能力,能够在恶劣电磁环境中稳定工作。封装形式为16引脚SOIC宽体(SOIC_W),符合RoHS标准,并具有UL、CSA、VDE等国际安全认证,确保在高隔离电压下的长期可靠性。

参数

品牌:Analog Devices
  产品型号:ADUM4160BRIZ
  通道数:4通道(3个下行,1个上行)
  数据速率:支持最高12 Mbps(USB全速)
  隔离电压:5000 Vrms(UL认证)
  工作电压:VDD1/VDD2 = 3.0 V 至 5.5 V
  电源电流:典型值为8 mA(每侧)
  传播延迟:最大55 ns
  共模瞬态抗扰度(CMTI):>25 kV/μs
  工作温度范围:-40°C 至 +125°C
  封装类型:16引脚SOIC宽体(SOIC_W)
  绝缘材料:聚酰亚胺(Polyimide)
  安全认证:UL 1577、CSA Component Acceptance Notice #5、VDE 0884-10(增强型隔离)

特性

ADUM4160BRIZ的核心特性之一是采用了iCoupler?数字隔离技术,这是一种基于晶圆级制造工艺的磁耦合隔离方法,相较于传统光耦合器具有更长的使用寿命、更高的稳定性和更快的响应速度。iCoupler技术通过在硅片上集成微型变压器来实现信号跨隔离栅的传输,避免了LED老化问题,同时提供了优异的温度稳定性和时间稳定性。这种技术还允许在同一芯片内集成多个隔离通道,从而显著减小PCB面积并提升系统集成度。
  另一个关键特性是其针对USB全速通信优化的双向数据通道架构。ADUM4160BRIZ内置了智能方向检测逻辑,能够自动识别USB总线上的数据流向(主机到外设或外设到主机),并通过三个下行通道和一个上行通道完成D+和D-信号的隔离传输。这种设计无需外部微控制器干预即可实现即插即用的隔离功能,极大简化了系统开发流程。此外,器件内部集成了上拉电阻和电平转换功能,兼容3.3V和5V逻辑电平,使得它可以灵活地连接不同供电域的USB主机与外设。
  在电气性能方面,ADUM4160BRIZ表现出色。其高达5000 Vrms的隔离耐压能力满足工业级和医疗设备对电气安全的严格要求。同时,超过25 kV/μs的共模瞬态抗扰度(CMTI)确保在存在强烈电磁干扰或地电位波动的环境中仍能保持数据完整性。低传播延迟(最大55 ns)和窄脉宽失真(<3 ns)保证了USB信号时序的准确性,避免因延迟差异导致通信失败。
  该器件还具备良好的功耗表现,在典型工作条件下每侧仅消耗约8 mA电流,适合对能效有要求的应用场景。宽工作温度范围(-40°C至+125°C)使其可在极端环境下可靠运行。此外,SOIC宽体封装不仅便于手工焊接和自动化装配,而且满足国际安全标准对爬电距离和电气间隙的要求,进一步增强了系统的安全性与合规性。

应用

ADUM4160BRIZ广泛应用于需要在USB接口中实现电气隔离的各种工业和医疗电子系统。在工业自动化领域,常用于PLC(可编程逻辑控制器)、工业HMI(人机界面)、远程I/O模块和现场总线转换器中,防止工厂环境中存在的高压瞬变、接地环路和电磁干扰影响USB通信的稳定性。通过将主机端与传感器、执行器或其他外设进行隔离,有效提升了系统的抗干扰能力和运行可靠性。
  在医疗设备中,该器件被用于病人监护仪、便携式诊断设备、医用计算机和实验室分析仪器等产品中,满足IEC 60601等医疗安全标准对患者保护(MOPP)的要求。由于ADUM4160BRIZ提供增强型隔离,能够有效阻断漏电流路径,保障患者和操作人员的安全。
  在测试与测量设备中,如示波器、数据采集系统和功率分析仪,ADUM4160BRIZ可用于隔离USB通信链路,避免被测设备的地噪声耦合到主机系统,从而提高测量精度和系统稳定性。
  此外,它也适用于嵌入式控制系统、电机驱动器、逆变器和太阳能逆变电源中的USB调试接口隔离,确保控制单元与外部PC之间的通信安全。对于需要通过USB连接但又存在不同参考地或潜在高压风险的应用场景,ADUM4160BRIZ是一个理想的选择。其即插即用特性使其特别适合快速原型开发和模块化设计。

替代型号

ADUM4160ARIZ-RL7

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ADUM4160BRIZ参数

  • 产品培训模块iCoupler Digital Isolater Technology
  • 标准包装37
  • 类别隔离器
  • 家庭数字隔离器
  • 系列iCoupler®
  • 输入 - 1 侧/2 侧2/2
  • 通道数2
  • 电源电压3.1 V ~ 5.5 V
  • 电压 - 隔离5000Vrms
  • 数据速率12Mbps
  • 传输延迟60ns
  • 输出类型逻辑
  • 封装/外壳16-SOIC(0.295",7.50mm 宽)
  • 供应商设备封装16-SOIC-IC
  • 包装管件
  • 工作温度-40°C ~ 105°C