ADuM4160通用串行总线(USB)电缆隔离器电路原理图+BOM表

ID:124161 · 发表于 2016-6-17 22:02

实物图：

电路功能与优势

通用串行总线(USB)正迅速成为大部分PC外设的标准接口。由于它具有出色的速度、灵活性，并且支持设备热插拔，因而正在取代RS232和并行打印机端口。工业和医疗设备制造商也非常希望使用这种总线，但苦于没有很好的方式来为控制危险电压的机器连接或者医疗应用中的低泄漏防去颤连接提供必要的隔离，导致应用推广相当缓慢。

ADuM4160主要设计用作USB外设的隔离元件。但在某些情况下，它也可以用于实现隔离电缆功能。为此，必须先解决几个问题。ADuM4160上游和下游的缓冲器完全相同，均能驱动USB电缆，但下游缓冲器还必须能够根据与之相连的全速或低速外设调整速度。上游连接必须像外设一样工作，下游连接必须像主机一样工作。

在构建专用外设接口的应用中，速度是已知的并且不会改变，而主机应用则不同，必须根据检测所连接的是低速还是全速设备而随机应变。 ADuM4160通过引脚以硬连线方式确定单一速度；因此，当插入下游侧的外设速度正确时，它正常工作；当所连外设的速度不正确时，它无法工作。解决这一问题的最佳办法是将如图所示应用电路的目标是隔离一个已经实现USB接口的外设。由于没有效率为100%的电源转换器可用来跨越隔离传输总线电压，因此无法获得一条完全兼容的总线供电电缆。此外，转换器的静态电流不符合USB标准的待机电流要求，而且 ADuM4160与一个集线器控制器相结合。

可以将集线器控制器的上游侧看作是一个标准的固定速度外设端口，利用ADuM4160很容易对其进行隔离，而下游端口则全部由集线器控制器处理。但在许多情况下，虽然不能认定为完全符合USB标准，但从实用角度看，单一速度电缆是可以接受的，特别是在使用定制连接器的情况下，这样就不会与兼容器件相混淆。可以去除集线器芯片，这样设计将变得非常小且简单。

ADuM4160提供了一种经济简单的方式来实现工业和医疗外设的隔离缓冲器。利用该器件的挑战在于必须将其与ADuM5000等小型隔离DC-DC转换器配对，以利用此隔离缓冲器构建总线供电的电缆隔离器。与任何器件隔离一样，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：:

在上游直接隔离电缆的USB D+和D−线路。
针对不需要外部控制线路的控制数据流实施自动控制方案。
提供医用级隔离。
支持全速或低速信号速率。
支持通过电缆提供隔离电源。

如图所示应用电路的目标是隔离一个已经实现USB接口的外设。由于没有效率为100%的电源转换器可用来跨越隔离传输总线电压，因此无法获得一条完全兼容的总线供电电缆。此外，转换器的静态电流不符合USB标准的待机电流要求，而且ADuM4160还有速度检测限制。能够实现的是固定速度或开关控制速度的电缆，它可以向下游外设提供适中的功率。不过，这是一种定制应用，不完全符合USB标准。

电路原理图：

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

全部资料（压缩包）下载：

ID:206613 · 发表于 2017-6-1 10:27

支持，.............

ID:233769 · 发表于 2017-9-18 11:03

很有参考用.谢谢

ID:71952 · 发表于 2017-10-23 23:37

很有用，谢谢

ID:237300 · 发表于 2017-11-7 03:31

这个要顶下

ID:254487 · 发表于 2017-11-28 08:30

厉害！！！！！！！！！！！！！！！！！11111111111

ID:259155 · 发表于 2017-12-8 17:12

1.有没做个静电测试。静电等级有几级
2.有多余的板子么，我也想做个试验。

ID:268730 · 发表于 2017-12-29 10:12

参考用.谢谢

ID:88756 · 发表于 2018-2-19 01:01

谢谢！研究研究！学习一下！

ID:381973 · 发表于 2018-9-13 08:39

真是及时啊！正在找，就有！51HEI威武啊

ID:258901 · 发表于 2019-1-22 16:32

連這種東西也賣錢

ID:66198 · 发表于 2019-10-30 11:57

看看，学习是第一的需求，其它已经不重要

ID:66198 · 发表于 2019-10-30 12:00

还以为是PCB　SCH,结果是PDF.用处不大

ID:446576 · 发表于 2020-2-19 14:23

谢谢分享...................

ID:383627 · 发表于 2020-7-1 22:03

有没有PCB图，元件封装图

ID:104425 · 发表于 2020-10-17 17:57

没原理图么？

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ADuM4160通用串行总线(USB)电缆隔离器 电路原理图+BOM表

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