ADuM4160通用串行總線(USB)電纜隔離器電路原理圖+BOM表

ID:124161 · 發(fā)表于 2016-6-17 22:02

實(shí)物圖：

電路功能與優(yōu)勢(shì)

通用串行總線(USB)正迅速成為大部分PC外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)接口。由于它具有出色的速度、靈活性，并且支持設(shè)備熱插拔，因而正在取代RS232和并行打印機(jī)端口。工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備制造商也非常希望使用這種總線，但苦于沒有很好的方式來為控制危險(xiǎn)電壓的機(jī)器連接或者醫(yī)療應(yīng)用中的低泄漏防去顫連接提供必要的隔離，導(dǎo)致應(yīng)用推廣相當(dāng)緩慢。

ADuM4160主要設(shè)計(jì)用作USB外設(shè)的隔離元件。但在某些情況下，它也可以用于實(shí)現(xiàn)隔離電纜功能。為此，必須先解決幾個(gè)問題。ADuM4160上游和下游的緩沖器完全相同，均能驅(qū)動(dòng)USB電纜，但下游緩沖器還必須能夠根據(jù)與之相連的全速或低速外設(shè)調(diào)整速度。上游連接必須像外設(shè)一樣工作，下游連接必須像主機(jī)一樣工作。

在構(gòu)建專用外設(shè)接口的應(yīng)用中，速度是已知的并且不會(huì)改變，而主機(jī)應(yīng)用則不同，必須根據(jù)檢測(cè)所連接的是低速還是全速設(shè)備而隨機(jī)應(yīng)變。 ADuM4160通過引腳以硬連線方式確定單一速度；因此，當(dāng)插入下游側(cè)的外設(shè)速度正確時(shí)，它正常工作；當(dāng)所連外設(shè)的速度不正確時(shí)，它無法工作。解決這一問題的最佳辦法是將如圖所示應(yīng)用電路的目標(biāo)是隔離一個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)USB接口的外設(shè)。由于沒有效率為100%的電源轉(zhuǎn)換器可用來跨越隔離傳輸總線電壓，因此無法獲得一條完全兼容的總線供電電纜。此外，轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流不符合USB標(biāo)準(zhǔn)的待機(jī)電流要求，而且 ADuM4160與一個(gè)集線器控制器相結(jié)合。

可以將集線器控制器的上游側(cè)看作是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的固定速度外設(shè)端口，利用ADuM4160很容易對(duì)其進(jìn)行隔離，而下游端口則全部由集線器控制器處理。但在許多情況下，雖然不能認(rèn)定為完全符合USB標(biāo)準(zhǔn)，但從實(shí)用角度看，單一速度電纜是可以接受的，特別是在使用定制連接器的情況下，這樣就不會(huì)與兼容器件相混淆。可以去除集線器芯片，這樣設(shè)計(jì)將變得非常小且簡(jiǎn)單。

ADuM4160提供了一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的方式來實(shí)現(xiàn)工業(yè)和醫(yī)療外設(shè)的隔離緩沖器。利用該器件的挑戰(zhàn)在于必須將其與ADuM5000等小型隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器配對(duì)，以利用此隔離緩沖器構(gòu)建總線供電的電纜隔離器。與任何器件隔離一樣，ADuM4160提供如下功能特性： ADuM5000. As with isolating any device, the services that the ADuM4160提供如下功能特性：:

在上游直接隔離電纜的USB D+和D−線路。
針對(duì)不需要外部控制線路的控制數(shù)據(jù)流實(shí)施自動(dòng)控制方案。
提供醫(yī)用級(jí)隔離。
支持全速或低速信號(hào)速率。
支持通過電纜提供隔離電源。

如圖所示應(yīng)用電路的目標(biāo)是隔離一個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)USB接口的外設(shè)。由于沒有效率為100%的電源轉(zhuǎn)換器可用來跨越隔離傳輸總線電壓，因此無法獲得一條完全兼容的總線供電電纜。此外，轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流不符合USB標(biāo)準(zhǔn)的待機(jī)電流要求，而且ADuM4160還有速度檢測(cè)限制。能夠?qū)崿F(xiàn)的是固定速度或開關(guān)控制速度的電纜，它可以向下游外設(shè)提供適中的功率。不過，這是一種定制應(yīng)用，不完全符合USB標(biāo)準(zhǔn)。

電路原理圖：

BOM表:

B1_C	NUP4202 Diode-TVS Array	ON Semiconductor NUP4202W1T2G	Mouser 863-NUP4202W1T2G
B2_C
C10_C	0805, 0.1μF, 50V capacitor	Panasonic-ECG ECJ-2FB1H104K	Stockroom A004-0005-043
C11_C
C13_C
C15_C
C16_C
C2_C
C3_C
C4_C
C6_C		8-Jul
C7_C
C9_C
C12_C	0.079" through hole, 100μF aluminum electrolytic, 6.3V capacitor (DNP)	Panasonic-ECG ECE-A0JKA101	Digikey P803-ND
C19_C	0805, 10μF, 16V capacitor	Murata GRM21BR61C106KE15L	Stockroom A004-0008-060
C20_C
C5_C
C8_C
C1_C	0805, 1000pF, 50V capacitor	Panasonic-ECG ECJ-2VB1H102K	Stockroom A004-0008-005
C14_C
C17_C	10.00mm through hole, 100pF ceramic, 4000V safety capacitor	Murata DE1B3KX101KA5B	Mouser 81-DE1B3KX101KA5B
C18_C
F1_C	0805, ferrite bead	Murata BLM21PG221SN1D	Digikey 490-1054-1-ND
F2_C
F3_C
F4_C
L1_C	1210, common mode choke	TDK ACM3225-271-2P-T001	Digikey 445-2032-1-ND (270Ω)
L2_C		TDK ACM3225-800-2P-T001	Digikey 445-2030-1-ND (80Ω)
R1_C	0805, 10kΩ resistor		Stockroom A003-0018-083
R6_C
R7_C
R2_C	0805, 24.0Ω 1% resistor	Rohm Semiconductor MCR10EZHF24R0	Digikey RHM24.0CCT-ND
R3_C
R4_C
R5_C
R8_C	0805 jumper		DNP
R9_C
R10_C
SW1_C	switch, 1 position DIP	E-Switch KAJ01LAGT	Digikey EG4415-ND
U3_C	ADuM1100 iCoupler Digital Isolator	Analog Devices Inc. ADuM1100ARZ
U1_C	ADuM4160 Full/Low Speed USB Digital Isolator	Analog Devices Inc. ADuM4160BRWZ
U2_C	ADuM5000 Isolated DC-to-DC Converter	Analog Devices Inc. ADuM5000ARWZ
N/A	2.07"L x 1.5"W x 1.06"H, 0.080" thick aluminum enclosure	Hammond Manufacturing 1590H	Digikey HM365-ND
N/A	2m shielded USB A to USB B cable	Assmann Electronics Inc. AK672-2-R	Digikey AE9932-ND
J1_C and J2_C	4 pin connector socket (comes as a 1 x 20 strip, break off as needed)	Mill-Max Manufacturing Corp.	Digikey ED6520-ND

全部資料（壓縮包）下載：

ID:206613 · 發(fā)表于 2017-6-1 10:27

支持，.............

ID:233769 · 發(fā)表于 2017-9-18 11:03

很有參考用.謝謝

ID:71952 · 發(fā)表于 2017-10-23 23:37

很有用，謝謝

ID:237300 · 發(fā)表于 2017-11-7 03:31

這個(gè)要頂下

ID:254487 · 發(fā)表于 2017-11-28 08:30

厲害！！！！！！！！！！！！！！！！！11111111111

ID:259155 · 發(fā)表于 2017-12-8 17:12

1.有沒做個(gè)靜電測(cè)試。靜電等級(jí)有幾級(jí)
2.有多余的板子么，我也想做個(gè)試驗(yàn)。

ID:268730 · 發(fā)表于 2017-12-29 10:12

參考用.謝謝

ID:88756 · 發(fā)表于 2018-2-19 01:01

謝謝！研究研究！學(xué)習(xí)一下！

ID:381973 · 發(fā)表于 2018-9-13 08:39

真是及時(shí)啊！正在找，就有！51HEI威武啊

ID:258901 · 發(fā)表于 2019-1-22 16:32

連這種東西也賣錢

ID:66198 · 發(fā)表于 2019-10-30 11:57

看看，學(xué)習(xí)是第一的需求，其它已經(jīng)不重要

ID:66198 · 發(fā)表于 2019-10-30 12:00

還以為是PCB　SCH,結(jié)果是PDF.用處不大

ID:446576 · 發(fā)表于 2020-2-19 14:23

謝謝分享...................

ID:383627 · 發(fā)表于 2020-7-1 22:03

有沒有PCB圖，元件封裝圖

ID:104425 · 發(fā)表于 2020-10-17 17:57

沒原理圖么？

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ADuM4160通用串行總線(USB)電纜隔離器 電路原理圖+BOM表

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