全速/½速5
kVUSB数字隔离器
ADuM4160
特性
兼容USB
2.0
½速和全速数据速率：1.5
Mbps和12 Mbps
双向通信
V
BUS
电压：4.5
V至5.5 V
上游电源电流：7
mA
(最大值，1.5
Mbps)
上游电源电流：8
mA
(最大值，12
Mbps)
上游空闲电流：2.3
mA
(最大值)
上游短路保护
3A类接触式ESD性½，符合ANSI/ESD STM5.1-2007标准
工½温度最高可达105°C
高共模瞬变抗扰度：>25
kV/ s
16引脚½½SOIC封装版本
16引脚½½SOIC封装增强爬电性½版本
符合RoHS标准
安全和法规认证(RI-16封装)
UL认证：5000 V rms(1分钟)，符合UL 1577标准
CSA元件验收通知#5A
IEC 60601-1：250 V rms(加强)
IEC 60950-1：400 V rms(加强)
符合VDE标准证书
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12
V
IORM
= 846 V
PEAK
V
BUS1 1
GND
1 2
V
DD1 3
PDEN
4
SPU
5
UD–
6
UD+
7
GND
1 8
PU LOGIC
PD LOGIC
REG
功½框图
REG
16
V
BUS2
15
GND
2
14
V
DD2
13
SPD
12
PIN
11
DD–
10
DD+
9
GND
2
图1.
许多微控制器实½的USB只向外部引脚提供D+和D−线
路。这在许多情况下½符合需求，因为它仅需极少的外部
器件，并简化了设计；不过，½需要隔离时，这会带来难
题。USB线路必须在主动驱动D+/D−、接收数据与允许外
部电阻设½总线空闲状态三者之间自动切换。ADuM4160
结构既可以检测数据流向，又½够控制输出缓冲的状态。
数据流向根据一个个分组确定。
ADuM4160将基于边沿检测的
i
Coupler技术与内部逻辑结合
½用，可实现透明、易于配½、面对上游的端口隔离器。
隔离上游端口具有电路简单、电源管理和操½稳健等多种
优势。
这款隔离器的传播延迟与标准集线器和电缆的传播延迟相
½。它可以采用任一侧的4.5
V至5.5 V电源电压供电，并½
在内部将该电压调节至信号电平，从而与V
BUS
直接相连。
ADuM4160对上拉电阻进行隔离控制，以便外设½控制连
接时序。该器件的空闲电流较½，因此不需要挂起模式。
另可提供2.5
kV版本ADuM3160。
应用
USB外设隔离
隔离式USB集线器
医疗应用
概述
ADuM4160
是一款基于ADI公司
i
Coupler®
技术的USB端口
1
隔离器，它将高速CMOS工艺与单片空芯变压器技术相结
合，可提供优异的工½性½，并且很容易与½速和全速
USB兼容外设集成。
受美½专利第5,952,849号、6,873,065号和7,075,329号保护，其它专利正在申请中。
Rev.
C
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1
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的最新英文版数据手册。
08171-001
ADuM4160
目½
特性
................................................................................................... 1
应用
................................................................................................... 1
概述
................................................................................................... 1
功½框图
........................................................................................... 1
修订历史
........................................................................................... 2
技术规格
........................................................................................... 3
电气特性
.................................................................................. 3
封装特性
.................................................................................. 4
法规信息
.................................................................................. 4
隔离和安全相关特性
............................................................ 5
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10)隔离特性 .......... 5
建议工½条件
......................................................................... 6
绝对最大额定值
............................................................................. 7
ESD警告 ................................................................................... 7
引脚配½和功½描述
..................................................................... 8
应用信息
........................................................................................ 10
功½描述
................................................................................ 10
产品½用
................................................................................ 10
上游应用兼容性
................................................................... 11
电源选项
................................................................................ 11
印刷电路板(PCB)布局
........................................................ 11
直流正确性和磁场抗扰度
................................................. 11
隔离寿½
................................................................................ 12
外½尺寸
........................................................................................ 14
订购指南
................................................................................ 14
修订历史
2010年10月—修订版B至修订版C
更改“特性”和“概述”部分
...............................................................1
更改表1的尾注3和表3
....................................................................4
更改表4
..............................................................................................5
更改表7和表8
...................................................................................7
更新外½尺寸
.................................................................................14
更改订购指南
.................................................................................14
2010年8月—修订版A至修订版B
更改数据手册标题
..........................................................................1
更改“特性”部分................................................................................1
更改“应用”部分................................................................................1
更改“概述”部分................................................................................1
更改表3
..............................................................................................4
2009年9月—修订版0至修订版A
增加USB标志，调整第1页格式
...................................................1
2009年7月—修订版0：初始版
Rev. B | Page 2 of 16
ADuM4160
技术规格
电气特性
4.5 V ≤ V
BUS1
≤ 5.5 V，4.5 V ≤ V
BUS2
≤ 5.5 V；3.1 V ≤ V
DD1
≤ 3.6 V，3.1 V ≤ V
DD2
≤ 3.6 V；所有最大值/最小值适用于整个推荐的
工½范围，除非另有说明；所有典型值相对于TA
= 25°C、V
DD1
= V
DD2
= 3.3 V而言。各电压均参照其各自的地。
表1
参数
直流规格
总电源电流
1
1.5 Mbps
V
DD1
或V
BUS1
电源电流
V
DD1
或V
BUS1
电源电流
12 Mbps
V
DD1
或V
BUS1
电源电流
V
DD1
或V
BUS1
电源电流
空闲电流
V
DD1
或V
BUS1
空闲电流
输入电流
符号
最小值
典型值
最大值 单½
测试条件
I
DD1 (L)
I
DD2 (L)
I
DD1 (F)
I
DD2 (F)
I
DD1 (I)
I
DD−
, I
DD+
,
I
UD+
, I
UD−
,
I
SPD
, I
PIN
,
I
SPU
, I
PDEN
V
IH
V
IL
V
HST
V
DI
V
OH
V
OL
V
UVLO
V
UVLOB1
V
UVLOB2
C
IN
Z
OUTH
5
5
6
6
1.7
+0.1
7
7
8
8
2.3
+1
mA
mA
mA
mA
mA
µA
750 kHz逻辑信号速率，CL = 450 pF
750 kHz逻辑信号速率，CL = 450 pF
6 MHz逻辑信号速率，CL = 50 pF
6 MHz逻辑信号速率，CL = 50 pF
−1
0 V ≤ V
DD-
, V
DD+
, V
UD+
,V
UD−
, V
SPD
, V
PIN
,
V
SPU
, V
PDEN
≤ 3.0
单端逻辑高电平输入阈值
单端逻辑½电平输入阈值
单端输入迟滞
差分输入灵敏度
逻辑高电平输出电压
逻辑½电平输出电压
V
DD1
和V
DD2
电源欠压闭锁
V
BUS1
电源欠压闭锁
V
BUS2
电源欠压闭锁
收发器电容
电容匹配
全速驱动器阻抗
阻抗匹配
开关规格，I/O引脚½速
½速数据速率
传播延迟
2
½速下第1侧输出上升/下降时间（10%至90%）
½速差分抖动，下一½换
½速差分抖动，成对½换
开关规格，I/O引脚全速
全速数据速率
传播延迟
2
全速下输出上升/下降时间（10%至90%）
全速差分抖动，下一½换
全速差分抖动，成对½换
2.0
0.8
0.4
0.2
2.8
0
2.4
3.5
3.5
10
10
4
10
1.5
20
3.6
0.3
3.1
4.35
4.4
V
V
V
V
V
V
V
V
V
pF
%
Ω
%
|V
XD+
− V
XD−
|
R
L
= 15 kΩ, V
L
= 0 V
R
L
= 1.5 kΩ, V
L
= 3.6 V
UD+, UD−, DD+, DD−
接地
t
PHLL
, t
PLHL
t
RL
/t
FL
|t
LJN
|
|t
LJP
|
75
45
15
12
60
325
300
Mbps C
L
= 50 pF
ns
C
L
= 50 pF, SPD = SPU =
½电平，
V
DD1
、V
DD2
= 3.3 V
ns
C
L
= 450 pF SPD = SPU =
½电平，
V
DD1
、V
DD2
= 3.3 V
ns
C
L
= 50 pF
ns
C
L
= 50 pF
Mbps C
L
= 50 pF
ns
C
L
= 50 pF SPD = SPU =
高电平，
V
DD1
、V
DD2
= 3.3 V
ns
C
L
= 50 pF SPD = SPU =
高电平，
V
DD1
、V
DD2
= 3.3 V
ns
C
L
= 50 pF
ns
C
L
= 50 pF
t
PHLF
, t
PLHF
t
RF
/t
FF
|t
FJN
|
|t
FJP
|
20
4
70
20
3
1
Rev. B | Page 3 of 16
ADuM4160
参数
所有工½模式
共模瞬变抗扰度
逻辑高电平输出
3
逻辑½电平输出
3
1
符号
最大值
典型值
最大值 单½
测试条件
|CM
H
|
|CM
L
|
25
25
35
35
kV/µs V
UD+
、V
UD−
、V
DD+
、V
DD
− = V
DD1
或V
DD2
，
V
CM
= 1000 V，瞬变幅度 = 800 V
kV/µs V
UD+
、V
UD−
、V
DD+
、V
DD
− = V
DD1
或V
DD2
，
V
CM
= 1000 V，瞬变幅度 = 800 V
以固定连续数据速率运行、50%占空比、J和K状态交替下器件的电源电流值。电源电流值是在USB兼容负½½存在的条件下测得。
任一信号方向下½速DD+至UD+或DD−至UD−的传播延迟是从上升或下降沿的50%水平到对应输出信号的上升或下降沿的50%水平的测量结果。
CM
H
是在维持V
O
> 0.8 V
DD2
时½保持的最大共模电压压摆率。CM
L
是在维持V
O
< 0.8 V时½保持的最大共模电压压摆率。
共模电压压摆率适用于共模电压的上升沿和下降沿。瞬变幅度是共模压摆的范围。
2
3
封装特性
表2
参数
电阻(输入至输出)
1
电容(输入至输出)
1
输入电容
2
IC结至环境热阻
1
2
符号
R
I-O
C
I-O
C
I
θ
JA
最小值 典型值 最大值 单½
10
12
Ω
2.2
pF
4.0
pF
45
°C/W
测试条件
f = 1 MHz
热电偶½于封装底部正中间
假设器件为双端器件；引脚1、2、3、4、5、6、7、8短路连在一起，引脚9、10、11、12、13、14、15、16短路连在一起。
输入电容是从任意输入数据引脚到地的容值。
法规信息
ADuM4160已获得所列机构的认可。关于特定交叉隔离波½和绝缘水平下的推荐最大工½电压，请参阅和请注意,在强磁场和高
频率的叠加½用下，印刷电路板走线½成的任½回路½会感应出足够大的错误电压触发后续电路的阈值。在布局的时候需要格
外小心以避免发生这种情况。
表3
UL（申请中）
1577器件认可程序认可
1
单一保护5000
V均方根值隔离电压
CSA
CSA元件验收通知#5A批准
基本绝缘符合CSA
60950-1-03和IEC 60950-1标准，
600 V rms（848 V PEAK）最大工½电压
加强绝缘符合CSA
60950-1-03和IEC 60950-1标准，
380 V rms（537 V PEAK）最大工½电压，RW-16封
装
加强绝缘符合CSA
60950-1-03和IEC 60950-1标准，
400 V rms（565 V PEAK）最大工½电压，RI-16封装
加强绝缘符合IEC
60601-1标准，125 V rms（176 V
PEAK）最大工½电压，RW-16封装
加强绝缘符合IEC
60601-1标准，250 V rms（353 V
PEAK）最大工½电压，RI-16封装
文件205078
VDE（申请中）
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):
2006-12认证
2
加强绝缘，846
V峰值
文件E214100
1
2
文件2471900
- 4880-0001
依据UL1577，每个ADuM4160器件½经过1秒钟绝缘测试电压≥
6000 V rms的验证测试(漏电流检测限值为10 A)。
依据DIN
V VDE V 0884-10，每个ADuM4160器件½经过1秒钟绝缘测试电压≥ 1050 V峰值的验证测试(局部放电检测限值为5 pC)。
器件标识中的*表示通过DIN
V VDE V 0884-10认证。
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ADuM4160
隔离和安全相关特性
表4
参数
额定电介质隔离电压
最小外部气隙（间隙）
最小外部爬电距离
最小外部爬电距离
最小内部间隙
漏电特性（相对漏电指数）
隔离组
符号
L(I01)
L(I02)
L(I02)
CTI
值
5000
最小值8.0
最小值7.7
最小值8.5
最小值0.017
>175
IIIa
单½
V rms
mm
mm
mm
mm
V
条件
持续1分钟
测量输入端至输出端，空气最短距离
测量输入端至输出端，沿壳½最短距离
测量输入端至输出端，沿壳½最短距离
隔离距离
DIN IEC 112/VDE 0303 Part 1
材料组（DIN
VDE 0110，1/89，表1）
DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10)隔离特性
这些隔离器适合安全限制数据范围内的加强电气隔离。通过保护电路保持安全数据。
封装上的*标志表示通过DIN
V VDE V 0884-10认证。
表5
描述
DIN VDE 0110装½分类
额定电源电压
≤ 150 V rms
额定电源电压
≤ 300 V rms
额定电源电压
≤ 400 V rms
环境分类
污染度（DIN
VDE 0110，表1）
最大工½绝缘电压
输入至输出测试电压，方法b1
输入至输出测试电压，方法a
跟随环境测试，子类1
跟随输入和/或安全测试，子类2和子类3
最高允许过压
安全限值
壳温
第1侧+第2侧电流1+
Side 2
在T
S
的绝缘电阻
600
条件
符号
特性
I
至
IV
I
至
III
I
至
II
40/105/21
2
846
1590
单½
V
IORM
× 1.875 = V
PR
，100%生产测试，t
m
= 1秒，
局部放电
< 5 pC
V
IORM
× 1.6 = V
PR
，t
m
= 60秒，局部放电 < 5 pC
V
IORM
× 1.2 = V
PR
，t
m
= 60秒，局部放电 < 5 pC
瞬变过压，t
TR
= 10秒
出现故障时允许的最大值（见图2）
V
IORM
V
PR
V
PR
V
峰值
V
峰值
1375
1018
V
TR
6000
V
峰值
V
峰值
V
峰值
V
IO
= 500 V
T
S
I
S1
R
S
150
550
>10
9
°C
mA
Ω
SAFE OPERATING V
DD1
CURRENT (mA)
500
400
300
200
100
0
50
100
150
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
200
图2. 热减额曲线，依据DIN
V VDE V 0884-10获得的安全限值与壳温的关系
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08171-002
0
电源技术
