Quad-Channel, 2.5 kV Isolators with Integrated DC-to-DC Converter The ADUM5402CRWZ-RL is a digital isolator manufactured by Analog Devices. It features four-channel isolation with integrated DC-to-DC converters. The device provides 5 kV RMS isolation and supports data rates up to 25 Mbps. It operates with a supply voltage range of 3.0 V to 5.5 V and has a typical power consumption of 1.5 mA per channel at 1 Mbps. The ADUM5402CRWZ-RL is available in a 16-lead SOIC package and is designed for applications requiring high-speed, high-voltage isolation, such as industrial automation, motor control, and power supply systems.

Quad-Channel, 2.5 kV Isolators with Integrated DC-to-DC Converter # ADuM5402CRWZRL Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The ADuM5402CRWZRL is a quad-channel digital isolator with integrated DC-DC converter, primarily employed in applications requiring:

 Industrial Control Systems 
- PLC (Programmable Logic Controller) I/O modules
- Motor drive interfaces
- Process control instrumentation
- Factory automation systems

 Medical Equipment 
- Patient monitoring devices
- Diagnostic equipment interfaces
- Medical imaging systems
- Isolated sensor interfaces

 Power Management Systems 
- Solar inverter controls
- Battery management systems
- UPS (Uninterruptible Power Supply) interfaces
- Smart grid monitoring

 Communication Infrastructure 
- Base station power supplies
- Network equipment power isolation
- Telecom rectifier systems

### Industry Applications

 Industrial Automation 
-  Advantages : Provides 2500 VRMS isolation, supports data rates up to 25 Mbps, and integrates power supply eliminating external DC-DC converters
-  Limitations : Maximum output power of 500 mW may require supplemental power for high-current applications

 Medical Devices 
-  Advantages : Certified to UL/EN/IEC 60950-1 standards, low EMI emissions critical for sensitive medical measurements
-  Limitations : Limited output current (100 mA maximum) may not support power-hungry peripherals

 Renewable Energy Systems 
-  Advantages : High common-mode transient immunity (>25 kV/μs) ensures reliable operation in noisy environments
-  Limitations : Operating temperature range (-40°C to +105°C) may require additional cooling in high-temperature environments

### Practical Advantages and Limitations

 Key Advantages: 
-  Integrated Power Supply : Eliminates need for separate isolated DC-DC converter
-  High Isolation : 2500 VRMS for 1 minute per UL 1577
-  Low Power Consumption : Typical 1.6 mA per channel at 1 Mbps
-  High Speed Operation : Data rates up to 25 Mbps
-  Small Form Factor : 16-lead SOIC_W package

 Notable Limitations: 
-  Limited Output Power : 500 mW maximum may not suffice for all applications
-  Fixed Output Voltage : 5 V or 3.3 V options only
-  Temperature Constraints : Junction temperature limited to 125°C maximum

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Power Supply Issues 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing voltage droop during high-speed switching
-  Solution : Use 10 μF bulk capacitor and 0.1 μF ceramic capacitor close to VDD pins

 Thermal Management 
-  Pitfall : Overheating due to inadequate heat dissipation in high ambient temperatures
-  Solution : Implement proper PCB copper pours and consider airflow management

 Signal Integrity 
-  Pitfall : Signal degradation at maximum data rates due to improper termination
-  Solution : Use controlled impedance traces and proper termination resistors

### Compatibility Issues

 Voltage Level Mismatches 
-  Issue : Interface with 1.8V or 2.5V logic families
-  Resolution : Use level translators or select appropriate VDD2 voltage

 Clock Synchronization 
-  Issue : Propagation delay variations (typically 60 ns) affecting timing-critical applications
-  Resolution : Implement proper timing margin analysis and consider using faster isolators if needed

 EMC Compliance 
-  Issue : Radiated emissions exceeding regulatory limits
-  Resolution : Implement proper filtering and follow recommended layout practices

### PCB Layout Recommendations

 Power Supply Layout 
- Place decoupling capacitors within 5 mm of power pins
- Use separate ground planes for input and output sides
- Implement star-point grounding for the primary side

 Signal Routing 
- Maintain

Quad-Channel, 2.5 kV Isolators with Integrated DC-to-DC Converter The ADUM5402CRWZ-RL is a digital isolator manufactured by Analog Devices Inc. (ADI). It features quad-channel isolation with integrated DC-to-DC converters. Key specifications include:

- **Isolation Voltage**: 2500 Vrms
- **Data Rate**: Up to 25 Mbps
- **Channels**: 4 (3 forward and 1 reverse direction)
- **Supply Voltage**: 3.0 V to 5.5 V
- **Operating Temperature Range**: -40°C to +105°C
- **Package**: 16-lead SOIC (wide body)
- **Integrated DC-DC Converter**: Provides regulated isolated power
- **Isolation Technology**: iCoupler® technology
- **Safety Certifications**: UL, CSA, VDE, and CQC certifications

This device is designed for applications requiring high-speed, robust isolation, such as industrial automation, motor control, and power supply systems.

Quad-Channel, 2.5 kV Isolators with Integrated DC-to-DC Converter # ADuM5402CRWZRL Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The ADuM5402CRWZRL is a quad-channel digital isolator with integrated DC-DC converter, primarily employed in applications requiring:

 Industrial Control Systems 
- PLC (Programmable Logic Controller) I/O modules
- Motor drive interfaces
- Process control instrumentation
- Factory automation systems

 Power Management Applications 
- Isolated gate drivers for MOSFET/IGBT
- Switching power supplies
- Solar inverter systems
- Battery management systems

 Medical Equipment 
- Patient monitoring devices
- Diagnostic equipment interfaces
- Medical imaging systems
- Isolated sensor interfaces

 Communication Infrastructure 
- Base station power systems
- Network equipment power isolation
- Data acquisition systems
- Industrial Ethernet interfaces

### Industry Applications

 Industrial Automation 
-  Advantages : Provides 5 kV RMS isolation for personnel safety, integrated power solution reduces component count
-  Limitations : Maximum output power of 600 mW may require supplementary power sources for high-current applications
-  Implementation : Used in motor control interfaces where isolation between control logic and power stages is critical

 Renewable Energy Systems 
-  Advantages : High common-mode transient immunity (>25 kV/μs) ensures reliable operation in noisy environments
-  Limitations : Operating temperature range (-40°C to +105°C) may require thermal management in extreme conditions
-  Implementation : Solar inverter gate drive circuits requiring isolated power and signal paths

 Medical Devices 
-  Advantages : Certified to UL/EN/IEC 60950-1 standards for medical safety
-  Limitations : Requires careful attention to creepage and clearance distances in medical applications
-  Implementation : Patient-connected monitoring equipment requiring reinforced isolation

### Practical Advantages and Limitations

 Key Advantages 
-  Integrated Power Supply : Eliminates need for separate isolated DC-DC converter
-  High Performance : Data rates up to 25 Mbps supported
-  Robust Isolation : 5 kV RMS for 1 minute, suitable for reinforced isolation requirements
-  Low Power Consumption : Typical 1.6 mA per channel at 1 Mbps

 Notable Limitations 
-  Power Output : Maximum 600 mW may be insufficient for some applications
-  Temperature Constraints : Junction temperature limited to 125°C maximum
-  Cost Considerations : Higher unit cost compared to discrete solutions for high-volume applications

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Power Supply Decoupling 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing voltage droop during high-speed switching
-  Solution : Use 0.1 μF and 10 μF capacitors placed close to VDD1 and VDD2 pins

 Thermal Management 
-  Pitfall : Excessive power dissipation leading to thermal shutdown
-  Solution : Calculate power budget carefully and provide adequate PCB copper area for heat sinking

 Start-up Sequencing 
-  Pitfall : Uncontrolled start-up causing latch-up or improper initialization
-  Solution : Implement proper power sequencing and soft-start circuits

### Compatibility Issues

 Digital Interface Compatibility 
-  3.3V/5V Systems : Compatible with both voltage levels through separate VDD1 and VDD2 supplies
-  Logic Level Translation : Built-in level shifting eliminates need for external translators
-  Microcontroller Interfaces : Direct connection to most MCU GPIO pins without buffering

 Power Supply Requirements 
-  Input Voltage : 3.0V to 5.5V operation on primary side
-  Output Voltage : Regulated 5V or 3.3V selectable on isolated side
-  Load Regulation : Maintains regulation with load currents up to 120 mA

### PCB Layout Recommendations

 Isolation Barrier Implementation 
- Maintain minimum 8