EVAL-ADUM6421ARNZ/EVAL-ADUM6421AURNZ評估板使用指南

一、引言

在電子設(shè)計中，隔離器是非常重要的器件，它能有效實現(xiàn)信號和電源的隔離，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。今天我們要介紹的是EVAL - ADUM6421ARNZ/EVAL - ADUM6421AURNZ評估板，它主要用于評估ADuM6420A/ADuM6421A/ADuM6422A/ADuM6423A/ADuM6424A這一系列四通道隔離器。大家在實際設(shè)計中是否也經(jīng)常會用到這類隔離器呢？

文件下載：EVAL-ADUM6421ARNZ.pdf

二、評估板特性

2.1 電源與轉(zhuǎn)換特性

• isoPower集成：該評估板集成了隔離式直流 - 直流轉(zhuǎn)換器，能提供隔離電源。
• 符合標(biāo)準(zhǔn)：滿足CISPR 32/EN 55032的B類發(fā)射限制，這意味著它在電磁兼容性方面表現(xiàn)良好。
• LDO電源：板載6V - 9V的LDO電源，可為VDDP引腳提供5V電壓。
• 輸出可選：支持5V輸入操作，并且隔離式直流 - 直流轉(zhuǎn)換器的輸出可選擇3.3V或5V。

2.2 連接方式

評估板配備了螺絲端子連接器，方便連接LDO電源、5V直接電源、板外PDIS控制以及隔離輸出電源。

三、評估板內(nèi)容

3.1 EVAL - ADUM6421ARNZ

該評估板包含ADuM6421ABRNZ5四通道數(shù)字隔離器以及集成的隔離式直流 - 直流轉(zhuǎn)換器。

3.2 EVAL - ADUM6421AURNZ

此評估板的隔離器位置未填充，用戶需要單獨訂購ADuM6420A、ADuM6421A、ADuM6422A、ADuM6423A或ADuM6424A來進行評估。

四、使用評估板

4.1 電源供應(yīng)

ADuM6420A/ADuM6421A/ADuM6422A/ADuM6423A/ADuM6424A既可以直接供電，也可以通過板載的低壓差（LDO）穩(wěn)壓器供電。

• LDO供電：LDO輸入電源和返回引腳（螺絲端子P1的1腳和2腳）需要6V - 9V的電源電壓，LDO輸入電源通過鐵氧體磁珠網(wǎng)絡(luò)濾波，然后為ADuM6420A等器件的VDDP引腳提供所需的5V電壓。例如，我們可以使用9V電池為評估板供電，在測試電磁兼容性時這種供電方式很實用。
• 直接供電：也可以通過螺絲端子P5的1腳（標(biāo)記為VDDP）直接提供5V電源。在兩種供電方案中，電源返回都連接到螺絲端子P1或P5的2腳（標(biāo)記為AGND1）。

4.2 控制設(shè)置

當(dāng)不使用外部控制信號時，需要在P6上安裝跳線，將3腳短路，拉低PDIS引腳，從而啟用ADuM6420A等器件。如果將P6上的1腳和2腳短路，會拉高PDIS引腳，禁用集成的直流 - 直流轉(zhuǎn)換器。此外，通過在R1上拉位置或R2下拉位置安裝0Ω電阻，可以分別將VISO電源引腳的輸出電壓設(shè)置為5.0V或3.3V。

五、EMC布局建議

5.1 隔離器結(jié)構(gòu)

隔離器采用分裂焊盤結(jié)構(gòu)，將器件的初級和次級側(cè)進行電隔離。ADuM6420A等器件在次級側(cè)引線框架焊盤上有分裂設(shè)計，可與鐵氧體磁珠配合使用，降低輻射發(fā)射。在初級側(cè)，直流 - 直流轉(zhuǎn)換器和數(shù)字隔離器共享一個焊盤；而在次級側(cè)，隔離電源和信號路徑相互電隔離。

5.2 具體布局指南

為了使評估板在2層PCB上通過CISPR 32/EN 55032的B類限制，建議遵循以下布局準(zhǔn)則：

• 鐵氧體磁珠放置：在PCB走線或PCB平面連接、Viso（18腳）和(GND _{iso })（17腳）之間放置鐵氧體磁珠。
• 負(fù)載連接：使用PCB走線連接(Viso)負(fù)載，不要將(VISO)負(fù)載連接到電源平面。
• 引腳連接：確保(VISO)（18腳）在連接到(V100)負(fù)載之前通過E2鐵氧體磁珠；確保(GND {iso })（17腳）通過走線連接到C7 100nF電容內(nèi)側(cè)（器件側(cè)）的(GND {iso })引腳（15腳和19腳）。
• 電容連接：確保C4電容連接在E1鐵氧體磁珠和E2鐵氧體磁珠的器件側(cè)的VISO（18腳）和(GND _{ISO })（17腳）之間。
• 保留區(qū)域：在PCB布局中，要在E1和E2周圍設(shè)置保留區(qū)域。
• 電源電路位置：將電源傳輸電路靠近ADuM6420A等器件，確保VDDP走線盡可能短，以減少高頻電流的環(huán)路面積，因為環(huán)路面積增加會導(dǎo)致發(fā)射水平升高。
• 鐵氧體磁珠選擇：對于E3、E4和E5，建議使用村田的BLM18HE152SN1D鐵氧體磁珠（0603尺寸）來改善發(fā)射情況。

六、輻射發(fā)射測試結(jié)果

評估板已通過CISPR 32/EN 55032的B類標(biāo)準(zhǔn)測試。測試時，從ADP7104ARDZ - 5.0穩(wěn)壓器輸出向VDDP引腳提供5.0V電源，ADP7104ARDZ - 5.0穩(wěn)壓器的輸入由標(biāo)準(zhǔn)9V電池提供。VISO可以加載六個300Ω、0805尺寸的表面貼裝器件（SMD）電阻并聯(lián)，總負(fù)載為50Ω，即5V時100mA負(fù)載。 從30MHz到1GHz在10米半電波暗室中按照CISPR 32/EN 55032的B類標(biāo)準(zhǔn)進行測量，圖4顯示了100mA、5V輸出且通道A、B、C、D信號速率為0Mbps時的峰值水平掃描結(jié)果；圖5顯示了50mA、5V輸出且通道A、B、C、D信號速率為5Mbps時的峰值水平掃描結(jié)果。表1中的準(zhǔn)峰值（QP）結(jié)果表明，在使用鐵氧體磁珠的2層PCB上測試時，ADuM6420A等器件的發(fā)射低于CISPR 32/EN 55032的B類限制。

七、評估板原理圖和布局圖

評估板的原理圖和布局圖分別如圖6、圖7和圖8所示，這些圖為我們了解評估板的電路結(jié)構(gòu)和布局提供了重要參考。

八、訂購信息和物料清單

8.1 訂購信息

評估板的相關(guān)訂購信息可根據(jù)實際需求進行查詢。

8.2 物料清單

表2列出了評估板的物料清單，包括各個元件的參考設(shè)計號、描述、制造商和零件編號等信息，方便我們在設(shè)計和維修時進行參考。

九、相關(guān)鏈接

文檔中還提供了兩個相關(guān)鏈接：

• AN - 1349：關(guān)于ADM2582E / ADM2587E RS - 485/RS - 422收發(fā)器的PCB實現(xiàn)指南，用于最小化輻射發(fā)射。
• AN - 0971：關(guān)于iso Power器件輻射發(fā)射控制的建議。

十、注意事項

10.1 ESD防護

該評估板是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，即使產(chǎn)品具有專利或?qū)Ｓ?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/保護電路/" target="_blank">保護電路，但高能量ESD仍可能對器件造成損壞，因此要采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施，避免性能下降或功能喪失。

10.2 法律條款

使用評估板時，需要同意相關(guān)的條款和條件。評估板僅用于評估目的，用戶不得將其出租、租賃、出售、轉(zhuǎn)讓等，也不得允許第三方訪問。評估板的所有權(quán)歸ADI所有，用戶需對其保密，停止使用或協(xié)議終止時要及時歸還。此外，用戶不能對評估板上的芯片進行拆卸、反編譯或逆向工程，對評估板的修改要符合相關(guān)法律規(guī)定。

通過以上介紹，相信大家對EVAL - ADUM6421ARNZ/EVAL - ADUM6421AURNZ評估板有了更深入的了解。在實際設(shè)計中，大家可以根據(jù)這些信息更好地使用該評估板進行相關(guān)測試和開發(fā)。大家在使用這類評估板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。