CN201751900U - 一种新型usb设备隔离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型USB设备隔离器，包括A型USB接口、B型USB接口和隔离单元，所述隔离单元包括信号隔离单元和电源隔离单元，所述信号隔离单元的输入接口与A型USB接口的信号传输口电连接，信号隔离单元的输出接口与B型USB接口的信号传输口电连接，所述A型USB接口的电源信号与所述B型USB接口的电源信号通过所述电源隔离单元电连接。本实用新型的USB设备隔离器的功耗仅为现有光耦隔离器的1/6-1/10，传输速率也大大提高，同时高USB隔离设备的耐压能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号隔离器技术领域，尤其是一种新型USB设备隔离器。
背景技术
USB接口由于其可以热插拔、标准统一、可以连接多台设备等诸多优点，已经成为计算机及其他设备的的标准接口。然而现有的利用USB接口连接的设备之间，基本都是通过A型USB接口(公口)与B型USB接口(母口)直接相连，而没有进行信号隔离，当两台或多台设备之间由于外界雷击、强电干扰、电源电压波动等原因产生电位差时，容易烧坏接口芯片，造成通信中断，给用户带来经济损失。
现在的一些医疗仪器、高电压数据采集设备和人机接口设备上也有使用USB接口，但是这些设备对USB接口的耐压提出了更高的要求，目前的USB接口一般还不能承受这些设备对高压要求。
CN200720305047.4的专利公开了一种USB与RS-232、RS-485或RS-422等标准串行通信接口的接口隔离转换器，其采用光耦隔离器和TTL电路实现两种不同结构接口间电压的隔离与转换。由于其采用的光耦隔离器的功耗较高，而且存在不稳定的电流传输率和电流的非线性传输性，因此传输速率较低，其使用的温度范围较窄，使用寿命也比较短。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种功耗小、传输率高、耐高压的一种新型USB设备隔离器。
本实用新型采用的技术方案是这样的：
一种新型USB设备隔离器，包括A型USB接口、B型USB接口和隔离单元，所述隔离单元包括信号隔离单元和电源隔离单元，所述信号隔离单元的输入接口与A型USB接口的信号传输口电连接，信号隔离单元的输出接口与B型USB接口的信号传输口电连接，所述A型USB接口的电源信号与所述B型USB接口的电源信号通过所述电源隔离单元电连接。
上述隔离单元的信号隔离单元包括ADuM4160隔离器，电源隔离单元包括H0505s-1W隔离器。A型USB接口的1号端口与电源电连接，2号端口和3号端口分别通过第一电阻R1和第二电阻R2与ADuM4160隔离器的6号端口和7号端口电连接，4号端口接地；B型USB接口的1号端口与H0505s-1W隔离器的4号端口电连接，2号端口和3号端口分别通过第三电阻R3和第四电阻R4与ADuM4160隔离器的11号端口和10号端口电连接，4号端口接地；H0505s-1W隔离器的1号端口与A型USB接口的1号端口电连接，2号端口和3号端口均接地；ADuM4160隔离器的1号端口与A型USB接口的1号端口电连接，2号端口、8号端口、9号端口和15号端口均接地，3号端口、4号端口和5号端口并联后通过第二电容C2接地，12号端口、13号端口和14号端口并联后通过第四电容C4接地，16端口与H0505s-1W隔离器的4号端口电连接。
具体的，还包括第一电容C1、第三电容C3、第五电容C5和第六电容C6，第一电容C1的一端接ADuM4160隔离器的1号端口，另一端接地；第三电容C3的一端接ADuM4160隔离器的16号端口，另一端接地；第五电容C5的一端接H0505s-1W隔离器的1号端口，另一端接地；第六电容C6的一端接H0505s-1W隔离器的4号端口，另一端接地。第一电容C1和第三电容C3均为0.1μF电容，第五电容C5和第六电容C6均为0.47μF电容。
具体的，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4均为24Ω电阻。
具体的，第二电容C2和第四电容C4均为0.1μF电容。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、信号隔离采用磁耦的ADuM4160隔离器，使USB设备隔离器的功耗仅为光耦隔离器的1/6-1/10，传输速率大大提高。
2、电源隔离采用H0505s-1W隔离器，可以高USB隔离设备的耐压能力。
3、集成化程度高，相对其他同类型产品成本更低、尺寸更小。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本实用新型的新型USB设备隔离器的原理框图。
图2是ADuM4160隔离器的封装引脚图。
图3是本实用新型的新型USB设备隔离器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型的一种新型USB设备隔离器，包括A型USB接口(公口)、B型USB接口(母口)和隔离单元，所述隔离单元包括信号隔离单元 和电源隔离单元，所述信号隔离单元的输入接口与A型USB接口的信号传输口电连接，信号隔离单元的输出接口与B型USB接口的信号传输口电连接，所述A型USB接口的电源信号与所述B型USB接口的电源信号通过所述电源隔离单元电连接。
在本实用新型中，所述隔离单元的信号隔离单元采用ADuM4160隔离器，也可以采用其他磁耦隔离器，ADuM4160隔离器的封装图如图2所示。电源隔离单元包括H0505s-1W隔离器。
如图3所示，是本实用新型的新型USB设备隔离器的电路原理图，A型USB接口的1号端口与电源电连接，2号端口和3号端口分别通过第一电阻R1和第二电阻R2与ADuM4160隔离器的6号端口和7号端口电连接，4号端口接地；B型USB接口的1号端口与H0505s-1W隔离器的4号端口电连接，2号端口和3号端口分别通过第三电阻R3和第四电阻R4与ADuM4160隔离器的11号端口和10号端口电连接，4号端口接地；H0505s-1W隔离器的1号端口与A型USB接口的1号端口电连接，2号端口和3号端口均接地；ADuM4160隔离器的1号端口与A型USB接口的1号端口电连接，2号端口、8号端口、9号端口和15号端口均接地，3号端口、4号端口和5号端口并联后通过第二电容C2接地，12号端口、13号端口和14号端口并联后通过第四电容C4接地，16端口与H0505s-1W隔离器的4号端口电连接。还包括第一电容C1、第三电容C3、第五电容C5和第六电容C6，第一电容C1的一端接ADuM4160隔离器的1号端口，另一端接地；第三电容C3的一端接ADuM4160隔离器的16号端口，另一端接地；第五电容C5的一端接H0505s-1W隔离器的1号端口，另一端接地；第六电容C6的一端接H0505s-1W隔离器的4号端口，另一端接地。第一电容C1和第三电容C3均为0.1μF电容，第五电容C5和第六电容C6均为0.47μF电容。
具体的，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4均为24Ω电阻。
具体的，第二电容C2和第四电容C4均为0.1μF电容。
本实用新型的新型USB设备隔离器与USB设备和计算机连接。A型USB接口与计算机连接，计算机的电源信号通过A型USB接口的1号端口传输至H0505s-1W隔离器，经由H0505s-1W隔离器对电源信号进行隔离后的电源信号，再经由B型USB接口的1号端口传输至USB设备，给USB设备供电。
同时，本实用新型的计算机的数据信号经由A型USB接口的2、3号端口传输至ADuM4160隔离器，数据信号经过隔离器隔离后通过B型USB接口的2、3号端口传输至USB设备；USB设备的数据信号亦可通过反向的路径传输至计算机，数据交互传输通路形成，USB设备与计算机进入正常通信状态。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型USB设备隔离器，包括A型USB接口、B型USB接口和隔离单元，其特征在于，所述隔离单元包括信号隔离单元和电源隔离单元，所述信号隔离单元的输入接口与A型USB接口的信号传输口电连接，信号隔离单元的输出接口与B型USB接口的信号传输口电连接，所述A型USB接口的电源信号与所述B型USB接口的电源信号通过所述电源隔离单元电连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型USB设备隔离器，其特征在于，所述隔离单元的信号隔离单元包括ADuM4160隔离器，电源隔离单元包括H0505s-1W隔离器。
3.根据权利要求2所述的一种新型USB设备隔离器，其特征在于，A型USB接口的1号端口与电源电连接，2号端口和3号端口分别通过第一电阻(R1)和第二电阻(R2)与ADuM4160隔离器的6号端口和7号端口电连接，4号端口接地；B型USB接口的1号端口与H0505s-1W隔离器的4号端口电连接，2号端口和3号端口分别通过第三电阻(R3)和第四电阻(R4)与ADuM4160隔离器的11号端口和10号端口电连接，4号端口接地；H0505s-1W隔离器的1号端口与A型USB接口的1号端口电连接，2号端口和3号端口均接地；ADuM4160隔离器的1号端口与A型USB接口的1号端口电连接，2号端口、8号端口、9号端口和15号端口均接地，3号端口、4号端口和5号端口并联后通过第二电容(C2)接地，12号端口、13号端口和14号端口并联后通过第四电容(C4)接地，16端口与H0505s-1W隔离器的4号端口电连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型USB设备隔离器，其特征在于，还包括第一电容(C1)、第三电容(C3)、第五电容(C5)和第六电容(C6)，第一电容(C1)的一端接ADuM4160隔离器的1号端口，另一端接地；第三电容(C3)的一端接ADuM4160隔离器的16号端口，另一端接地；第五电容(C5)的一端接H0505s-1W隔离器的1号端口，另一端接地；第六电容(C6)的一端接 H0505s-1W隔离器的4号端口，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的一种新型USB设备隔离器，其特征在于，第一电容(C1)和第三电容(C3)均为0.1μF电容，第五电容(C5)和第六电容(C6)均为0.47μF电容。
6.根据权利要求3所述的一种新型USB设备隔离器，其特征在于，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)均为24Ω电阻。
7.根据权利要求3所述的一种新型USB设备隔离器，其特征在于，第二电容(C2)和第四电容(C4)均为0.1μF电容。
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