ADM3307E/ADM3310E/ADM3311E/ADM3312E/ADM3315E是15 kV ESD保护，2.7 V至3.6 V串联 绿色空闲端口收发器™

特征

●绿色空闲省电模式

●单个2.7V至3.6V电源

●使用3V逻辑操作

●0.1μF至1μF电荷泵电容器

●低电磁干扰

●低功率关机：20 nA

●完全符合RS-232

●460 kb/s数据速率

●一个接收器处于关闭状态（ADM3307E/ADM3311E/ADM3312E/ADM3315E）

●两个接收器处于关闭状态（ADM3310E）

●ESD-232-2操作系统>1000 kV

●CMOS和RS-232 I/O上的ESD>15 kV IEC 1000-4-2（ADM3307E）

●适合汽车应用

应用

●手机/数据线

●笔记本电脑和笔记本电脑

●打印机

●外围设备

●调制解调器

●PDA/手持设备/掌上电脑

功能框图

一般说明

ADM33xxE系列驱动器/接收器产品的设计完全符合EIA-232标准，同时使用单个2.7 V至3.6 V电源。该设备具有车载电荷泵dc-dc转换器，无需双电源。这个dc-dc转换器包含一个电压三倍器和一个电压逆变器，它从输入3v电源内部产生正、负电源。dcto-dc转换器在绿色空闲模式下工作，电荷泵振荡器被选通和关闭，以在不同负载条件下将输出电压保持在±7.25v。这将最大限度地降低功耗，使这些产品成为电池供电的便携式设备的理想选择。

ADM3312E和ADM3315ADM331E-ic/" title="ADM3315ADM3315ADM331E">ADM3315ADM3315ADM331E适用于恶劣环境下的ADM3315ADM331E。ADM3307E包含ESD所有I/O线路（CMOS、RS-232、EN和SD）的保护高达±15 kV。

还提供了一个关闭设施，可将功耗降低到66牛米。关闭时，一个接收器保持活动状态（两个接收器在ADM3310E中处于活动状态），从而允许监视外围设备。此功能允许关闭设备，直到外围设备开始通信。

活动接收器可以向处理器发出警报，然后处理器可以使ADM33xxE设备退出关闭模式。

ADM3307E包含五个驱动程序和三个接收器，用于移动电话数据块电缆和便携式计算应用程序。

ADM3311E包含三个驱动程序和五个接收器，用于笔记本电脑/笔记本电脑上的串行端口应用程序。

ADM331E的两个ADM331E的当前关闭模式也允许两个ADM331E处于活动状态。

ADM3312E包含三个驱动程序和三个接收器，适用于串行端口应用程序、PDA、移动电话数据块电缆和其他手持设备。

ADM的331E型驱动器的输入电阻为331E，降低了ADMe的输入电阻。它的主要应用是PDA、掌上电脑和移动电话数据包电缆。

ADM33xxE器件采用CMOS技术制造，功耗最小。所有部件都具有高水平的过压保护和闩锁抗扰度。

所有ADM33xxE设备均提供32引线5 mm×5 mmLFCSP WQ和TSSOP（28导联TSSOP中的ADM3307E、ADM3310E和ADM3311E；24导联TSSOP中的ADM3312E和ADM3315E）。ADM3311E也有28线的SSOP。

ADM33xxE设备是加固型RS-232线路驱动器/接收器，可从2.7 V至3.6 V的单一电源供电。升压转换器与电平转换变送器和接收器相结合，允许在单电源操作时开发RS-232电平。特点包括低功耗，绿色闲置运行，高传输速率，以及与欧盟电磁兼容指令兼容。本电磁兼容指令包括对辐射和传导干扰的防护，包括高水平的静电放电。

所有RS-232（以及适用于ADM3307E的CMOS、SD和EN）输入和输出均受到静电放电保护（高达±15 kV）。这确保符合IEC 1000-4-2要求。

这些设备非常适合在电气恶劣的环境中或RS-232电缆经常被插拔的环境中工作。他们也免疫高射频场强，无需特殊防护措施。

排放量也被控制在非常严格的范围内。CMOS技术被用来保持功耗在绝对最小，允许最大的电池寿命在便携式应用。

典型性能特性

电路描述

内部电路主要由四部分组成。其中包括以下内容：

•电荷泵电压转换器

•EIA-232变送器的3.3 V逻辑

•EIA-232至3.3 V逻辑接收器

•所有I/O线路上的瞬态保护电路

电荷泵直流-直流电压转换器

电荷泵电压转换器由250 kHz（ADM3307E为300 kHz）振荡器和开关矩阵组成。转换器从输入3.0 V电平产生±9 V电源。这是通过开关电容技术分两个阶段完成的。首先，使用电容器C4作为电荷存储元件，将3.0V输入电源增加三倍至9.0V。然后，使用C5作为存储元件，将+9.0 V电平反转为产生−9.0 V。

但是，需要注意的是，与其他电荷泵dcto dc转换器不同，ADM3307E上的电荷泵不开环运行。输出电压通过绿色空闲电路调节至±7.25 V（对于ADM3310E和ADM3315E为±6.5 V），实际上从未达到±9 V。这样既节省了电力，又保持了更恒定的输出电压。

三联器分两个阶段工作。在振荡器低相时，S1和S2闭合，C1向VCC快速充电。S3、S4和S5打开，S6和S7关闭。

在振荡器高相时，S1和S2断开，S3和S4闭合，因此S3的输出电压为2VCC。此电压用于给C2充电。在没有任何放电电流的情况下，C2在几个循环后充电至2VCC。在振荡器高相期间，如前所述，S6和S7闭合，因此S6的输出电压为3VCC。该电压随后用于给C3充电。电压如图25所示。

在振荡器高相期间，S10和S11打开，而S8和S9关闭。在几个周期内，C3从电压三倍频器的输出端充电到3VCC。在振荡器低相期间，S8和S9打开，而S10和S11关闭。C3跨C5连接，其正极端子接地，负极端子为V输出。在几个循环中，C5充电至−3 VCC。

如果电流要求较小，V+和V-电源也可用于为外部电路供电。参见典型性能特征部分的图12。

什么是绿色闲置？

绿色空闲是一种在空闲（无传输）条件下最小化功耗的方法，同时仍然保持数据的即时传输能力。

它是如何工作的？

RS-232线路驱动器中使用的电荷泵型dc-dc转换器通常是开环工作的，即输出电压不受任何方式的调节。在轻负载条件下，倍频器的输出电压接近电源电压的两倍，三倍频器的输出电压是电源电压的三倍，纹波非常小。随着输出电压的降低，纹波增加。

即使在空载条件下，振荡器和电荷泵也以非常高的频率工作，从而导致开关损耗和电流损耗。

绿色怠速通过监测输出电压并将其保持在7v（1）左右的恒定值来工作。当电压上升到7.25 V（2）以上时，振荡器关闭。当电压降到7 V1以下时，振荡器打开，并向储液罐电容器发送一个充电脉冲。在零负载的情况下，光泵的平均功耗几乎被关断了。

（1）、 对于ADM3310E和ADM3315E，更换为6.5 V。

（2）、 对于ADM3310E和ADM3315E，更换为6.25 V。

绿色空闲电路的框图如图26所示。对V+和V-进行监控，并将其与源于片上带隙器件的参考电压进行比较。如果V+或V-低于7 V（1），振荡器将启动，直到电压升至7.25 V（2）以上。

图27所示为各种负载条件下V+的绿色怠速操作。在轻载条件下，C1保持在充电状态，只需要一个振荡器脉冲就可以给C2充电。在这种情况下，V+实际上可能会稍微超过7.25v（2）。

在中等负载条件下，C2充电至7.25 V（2）可能需要几个循环。振荡器的平均频率更高，因为每个脉冲群中有更多的脉冲，脉冲群之间距离更近，频率更高。

在高负载条件下，如果电荷泵输出不能达到7.25 V（2），则振荡器将持续打开。

绿色怠速与停机

关机模式通过完全关闭电荷泵来最小化功耗。在这种模式下，电压三倍器中的开关配置为V+直接连接到VCC。V−为零，因为没有充油泵操作来充注C5。这意味着在V+和V-达到其正常工作电压之前，退出停机模式时会有一个延迟。绿色空闲在变送器空闲状态下保持变送器电源电压，因此不会发生这种延迟。

绿色闲置不会增加电源电压纹波吗？

开环工作的电荷泵输出电压的纹波取决于三个因素：振荡器频率、储能器电容值和负载电流。储液罐电容器的值是固定的。增加振荡器频率降低纹波电压；降低振荡器频率增加纹波电压。增加负载电流会增加纹波电压，而降低负载电流则会降低纹波电压。轻负载下的纹波电压自然低于高负载电流下的纹波电压。

使用绿怠速时，纹波电压由绿怠速电路的高低阈值决定。这些电压通常为7V（1）和7.25V（2），因此在大多数负载条件下，纹波为250 mV。在非常轻的负载条件下，可能会有一些超过7.25V（2）的超调，所以纹波会稍大一些。在高负载条件下，输出永远达不到7.25V（2），绿色闲置电路不工作，纹波电压由负载电流决定，与普通电荷泵中的情况相同。

电磁兼容性呢？

绿色怠速不能在恒定振荡器频率下工作。因此，振荡器信号的频率和频谱随负载而变化。任何辐射和传导发射也会相应变化。与其他模拟设备RS-232收发器产品一样，ADM33xxE设备具有转换速率限制和其他技术，以尽量减少辐射和传导发射。

（1）、对于ADM3310E和ADM3315E，替换为6.5 V。

（2）、对于ADM3310E和ADM3315E，更换为6.25 V。

发射机（驱动器）部分

驱动器将3.3V逻辑输入电平转换为EIA-232输出电平。当Vcc=3.0 V并驱动EIA-232负载时，输出电压摆幅通常为±6.4 V（或ADM3310E和ADM3315E为±5.5 V）。

未使用的输入可以保持不连接，因为内部的400kV上拉电阻将它们拉高，迫使输出进入低状态。当接地时，输入上拉电阻器的电源通常为8毫安，因此未使用的输入应连接到V或保持断开，以便将功耗降至最低。

接收段

接收器是反转电平移位器，接受RS-232输入电平并将其转换为3.3v逻辑输出电平。输入端有5 kΩ的内部下拉电阻器（ADM3310E为22 kΩ）接地，并可防止高达±30 V的过电压。未连接的输入端由内部5 kΩ（或ADM3315E为22 kΩ）下拉电阻器拉至0 V。因此，对于未连接的输入或连接到GND的输入，这将导致逻辑1输出电平。

接收机具有施密特触发输入，滞后电平为0.14V。这确保了噪声输入和慢转换时间输入的无误接收。

启用和关闭

使能功能旨在促进数据总线连接，其中需要三个状态的接收器输出。在禁用模式下，所有接收器输出都处于高阻抗状态。关机功能旨在关闭设备，从而使静态电流最小化。在停机状态下，所有变送器被禁用。关闭所有接收器，接收器R3（ADM3307E、ADM3312E和ADM3315E）、接收器R5（ADM3311E）以及接收器R4和接收器R5（ADM3310E）除外。注意，禁用的变送器在关机状态下不是三个状态，因此不允许将多个（RS-232）驱动器输出连接在一起。

关机功能在电池供电的系统中非常有用，因为它将功耗降低到66牛米。停机期间，充油泵也将停用。退出停堆后，电荷泵重新启动，大约需要100μs才能达到其稳态运行条件。

高波特率

ADM33xxE具有高转换速率，允许数据传输速率远远超过EIA/RS-232E规范。在最坏的负载条件下，RS-232电压水平保持在高达230 kbps（ADM3307E为460 kbps）的数据速率下。这允许两个终端之间的高速数据链路。

布局和供应解耦

由于ADM33xxE振荡器的工作频率很高，应特别注意印刷电路板的布局，所有的记录道都应尽可能短，C1到C3应尽可能靠近设备连接。强烈建议在设备下方和周围使用接地层。

当振荡器在绿色空闲操作期间启动时，VCC会产生大电流脉冲。因此，VCC应采用10μF钽和0.1μF陶瓷电容器的并联组合进行解耦，并尽可能靠近VCC引脚安装。

电容器C1到电容器C3的值在0.1μF和1μF之间。值越大，纹波越小。这些电容器可以是选择用于低等效串联电阻（ESR）的电解电容器，也可以是非极性电容器，但强烈建议使用陶瓷类型。如果使用极化电解电容器，必须观察极性（如C1+所示）。

ESD/EFT瞬态保护方案

ADM33xxE在所有输入和输出上使用保护性箝位结构，将电压钳制到安全水平，并耗散ESD（静电）和EFT（电快速瞬变）放电中的能量。保护结构的简化示意图如图30和图31所示（ADM3307E保护结构见图32和图33）。

每个输入和输出包含两个背靠背的高速钳位二极管。在RS-232信号电平最高的正常工作期间，二极管没有任何影响，因为根据信号的极性，一个或另一个是反向偏置的。但是，如果电压超过约±50 V，则会发生反向击穿，并且电压被钳制在该水平上。二极管是大p-n结，用来处理超过几安培的瞬时电流浪涌。

发射机输出和接收机输入具有类似的保护结构。接收器输入还可以通过内部5 kΩ（对于ADM3310E为22 kΩ）电阻器和保护二极管，耗散部分能量。

ADM3307E保护方案略有不同（见图32和图33）。接收机输入、发射机输入和发射机输出包含两个背靠背的高速钳位二极管。接收器输出（CMOS输出），SD和EN引脚，包含一个反向偏置高速箝位二极管。在最大CMOS信号电平的正常工作下，接收机输出、SD和EN保护二极管没有影响，因为它们是反向偏置的。但是，如果电压超过约15伏，则会发生反向击穿，电压会被钳制在这个水平上。如果电压达到−0.7 V，则二极管正向偏压，电压固定在该水平。接收器输入还可以通过内部5 kΩ电阻器和保护二极管耗散部分能量。

保护结构在所有RS-232 I/O线路（以及所有CMOS线路，包括ADM3307E的SD和EN）上实现高达±15 kV的ESD保护。有关测试保护方案的方法，请参阅ESD测试（IEC 1000-4-2）一节。

ESD试验（IEC 1000-4-2）

IEC 1000-4-2（以前的801-2）规定了使用接触放电和气隙放电两种耦合方法进行的符合性测试。接触放电需要直接连接到被测单元。气隙放电使用更高的测试电压，但不与被测单元直接接触。在空气放电的情况下，放电枪朝被测单元移动，在气隙上形成一个电弧，因此称为空气放电。这种方法受湿度、温度、大气压、距离和放电枪关闭速度的影响。接触放电法虽然不太现实，但重复性更高，比气隙法更容易被接受。

虽然ESD脉冲中包含的能量非常少，但极高的上升时间加上高电压会导致无保护半导体发生故障。电弧或加热会立即导致灾难性破坏。即使灾难性故障不会立即发生，设备也会出现参数退化，从而导致性能下降。持续暴露的累积效应最终会导致完全失效。

I/O线路特别容易受到ESD损坏。简单地触摸或插入I/O电缆会导致静电放电，从而损坏或完全破坏连接到I/O端口的接口产品。传统的ESD测试方法，如MIL-STD-883B方法3015.7，不能完全测试产品对这种放电的敏感性。本试验旨在测试产品在搬运过程中对静电放电损伤的敏感性。

每个引脚都要相对于所有其他引脚进行测试。传统试验与IEC试验有一些重要区别。

•IEC试验在放电能量方面更为严格。注入的峰值电流超过4倍。

•在IEC试验中，电流上升时间明显更快。

•IEC试验在设备通电时进行。

ESD放电可能会导致被测器件发生闭锁。因此，该测试更能代表设备在通电情况下正常运行的真实I/O放电。然而，为了最大程度地让人安心，这两种测试都应进行，以确保在搬运期间和随后的现场服务期间都能得到最大程度的保护。

ADM33xxE设备使用上述两种测试方法进行测试。按照标准55.1对所有人体引脚进行测试。此外，所有I/O引脚均按照IEC 1000-4-2测试规范进行测试。产品在以下条件下进行测试：

•通电正常运行

•关闭电源

IEC 1000-4-2规定了四个符合性等级。ADM33xxE零件满足接触放电和气隙放电的最严格合规性水平。这意味着产品能够承受超过8千伏的接触放电和超过15千伏的气隙放电。

外形尺寸

汽车产品

ADM3307EW型号提供受控制造，以支持汽车应用的质量和可靠性要求。请注意，该车型的规格可能与商用车型有所不同；因此，设计师应仔细阅读本数据表中的规格部分。只有所示的汽车级产品可用于汽车应用。请联系您当地的模拟设备客户代表，以获取特定的产品订购信息，并获取此型号的特定汽车可靠性报告。

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