CN212181463U - 一种dsp芯片内部usb控制器与usb外部设备间接口电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路，包括DSP芯片内部USB控制器和USB接口电路，DSP芯片的供电电源是3.3伏，一个电源隔离模块连接3.3伏电源，并将3.3伏电源转换提升至5伏输出，在USB接口的数据信号线与USB控制器数据信号线之间设置有信号隔离传输模块，在信号隔离传输模块信号输出端设置有信号保护模块，本实用新型通过DSP芯片与外部连接的USB设备电气隔离电路，保证了由于插拔USB接口外部设备或误操作不会损坏DSP芯片，该电路简单，采用集成芯片元器件少，损耗小，以较小的成本付出获得较大的收益等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路，是DSP内部通用串行总线USB控制器与外部USB设备间电气隔离电路，避免由于插拔USB外设或误操作损坏DSP芯片。
背景技术
DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达、电力系统、自动控制等许多领域得到广泛的应用。随着DSP芯片的广泛应用及快速发展，出现许多具有USB功能的DSP芯片，但是由于USB数据传输具有高速性的特点，普通隔离电路难以满足数据传输质量的要求，导致目前有大量应用未将DSP内部USB控制模块与外部USB设备间电气隔离，尤其对于要求长期可靠运行的工业现场，必须保证DSP芯片安全可靠运行，应避免DSP的USB输出信号直接与外部USB设备直接相连，因此实现将DSP内部USB控制器与外部USB设备电气隔离具有重要的意义。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路技术方案，是DSP内部通用串行总线USB控制器与外部USB设备间电气隔离电路，避免由于插拔USB外设或误操作损坏DSP芯片。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路，包括DSP芯片的内部USB控制器和USB接口电路，DSP芯片的供电电源是3.3伏，其中，一个电源隔离模块连接3.3伏电源，并将3.3伏电源转换提升至5伏输出，所述电源隔离模块包括型号为ADUM3070的稳压DC/DC隔离电源控制器和一个三抽头变压器，所述三抽头变压器原边三抽头的中间抽头接3.3伏电源正极，原边三抽头的另两抽头分别连接稳压DC/DC隔离电源控制器的X1和X2电源输入脚，3.3伏电源负极连接稳压DC/DC隔离电源控制器的电源输入负极GND1脚，变压器副边三抽头的中间抽头连接稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出负极GND2脚，副边三抽头另两抽头分别连接有二极管，是分别与二极管的正极连接，两个二极管的负极相连后连接一个电感一端，电感另一端与一个电容一端和稳压DC/DC隔离电源控制器的VREG脚相连，电容另一端与5伏输出负极GND2脚相连，电感另一端与5伏输出负极GND2脚之间串接两个分压电阻，两个分压电阻的中间分压连接点连接稳压DC/DC隔离电源控制器的反馈电压FB脚，在USB接口电路的数据信号线与USB控制器数据信号线之间设置有信号隔离传输模块，5伏输出正负极连接USB接口电路的电源信号线，在信号隔离传输模块信号输出端设置有信号保护模块。
方案进一步是：所述信号隔离传输模块是型号为ADUM1200的信号隔离传输芯片，所述3.3伏电源正极的正负极连接ADUM1200的信号隔离传输芯片的一次信号边的电源输入脚，所述稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出正负极连接ADUM1200的信号隔离传输芯片的二次信号边的电源输入脚。
方案进一步是：所述信号保护模块是型号为TPD2E001的信号保护芯片，稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出正负极连接TPD2E001的信号保护芯片的电源输入脚。
本实用新型通过DSP芯片内部USB控制器与外部连接的USB设备电气隔离电路，保证了由于插拔USB接口外部设备或误操作不会损坏DSP芯片，其中的电源隔离模块采用稳压DC/DC隔离电源控制器实现3.3伏至5伏的转换控制，稳定可靠，电路整体简单，采用集成芯片元器件少，损耗小，以较小的成本付出获得较大的收益等特点。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
附图说明
图1为本实用新型电路框图结构示意图；
图2为本实用新型具体实施逻辑电路示意图。
具体实施方式
一种DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路，如图1和图2所示，所述DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路包括DSP（digital signal processing）芯片的内部USB控制器1和USB接口电路2，DSP芯片的供电电源是3.3伏电源3，为了实现芯片内部USB控制器与USB外部设备的电气隔离，采用了电源和信号的隔离，其中的电源隔离是用一个电源隔离模块4连接3.3伏电源，并将3.3伏电源转换提升至5伏输出，在USB接口电路2的数据信号线与内部USB控制器1信号线之间设置有信号隔离传输模块5，在信号隔离传输模块信号输出端设置有信号保护模块6，提供ESD防护（静电防护）；其中，如图2所示，所述电源隔离模块4包括型号为ADUM3070的稳压DC/DC隔离电源控制器U1和一个三抽头变压器T1，所述三抽头变压器T1原边三抽头的中间抽头接3.3伏电源正极，原边三抽头的另两抽头分别连接稳压DC/DC隔离电源控制器U1的X1和X2电源输入脚，3.3伏电源负极连接稳压DC/DC隔离电源控制器的电源输入负极GND1脚，同时并接电容C1，变压器副边三抽头的中间抽头连接稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出负极GND2脚，副边三抽头另两抽头分别连接有肖特基二极管D1和D2，是分别与二极管D1和D2的正极连接，两个二极管D1和D2的负极相连后连接一个电感L1一端，电感L1另一端与一个电容C2一端和稳压DC/DC隔离电源控制器U1的VREG脚相连，电容C2另一端与稳压DC/DC隔离电源控制器U1的5伏输出负极GND2脚相连，电感L1另一端与稳压DC/DC隔离电源控制器U1的5伏输出负极GND2脚之间串接两个分压电阻R2和R3，两个分压电阻的中间分压连接点连接稳压DC/DC隔离电源控制器的反馈电压FB脚，FB脚为输出电源反馈信号，电压约为1.25伏，因此选择R2阻值为30K欧姆，R3阻值为10K欧姆；电感L1另一端与分压电阻的上端电阻R2连接并且上端电阻R2并接有电容C3；稳压DC/DC隔离电源控制器U1的5伏输出正负极连接USB接口电路2的电源信号线，稳压DC/DC隔离电源控制器U1的5伏输出为信号保护模块6提供电源。
其中：所述信号隔离传输模块5是型号为ADUM1200的信号隔离传输芯片，所述3.3伏电源正极的正负极连接ADUM1200的信号隔离传输芯片的一次信号边的电源输入脚VDD和GND1，所述稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出正负极连接ADUM1200的信号隔离传输芯片的二次信号边的电源输入脚VCC和GND2。所述信号保护模块是型号为TPD2E001的信号保护芯片，稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出正负极连接TPD2E001的信号保护芯片的电源输入脚。USB接口电路是USB接口芯片，是标准USB2.0接口。
本实施例工作原理是：高速隔离传输芯片接收由DSP芯片内部USB控制器1产生的信号后，发出相应的USB信号至外部USB接口电路2，而外部USB接口电路需要5V电源供电，5V电源由3.3V经过电源隔离模块产生，USB信号保护模块6对由USB接口引起的过电压提供保护，其中隔离电源控制芯片通过电阻分压引入反馈，并通过电感、电容以保证5V电源输出稳定；通过DSP芯片与外部连接的USB设备电气隔离电路，保证了由于插拔USB接口外部设备或误操作不会损坏DSP芯片，该电路简单，采用集成芯片元器件少，损耗小，以较小的成本付出获得较大的收益等特点。
Claims (3)
1.一种DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路，包括DSP芯片的内部USB控制器和USB接口电路，DSP芯片的供电电源是3.3伏，其特征在于，一个电源隔离模块连接3.3伏电源，并将3.3伏电源转换提升至5伏输出，所述电源隔离模块包括型号为ADUM3070的稳压DC/DC隔离电源控制器和一个三抽头变压器，所述三抽头变压器原边三抽头的中间抽头接3.3伏电源正极，原边三抽头的另两抽头分别连接稳压DC/DC隔离电源控制器的X1和X2电源输入脚，3.3伏电源负极连接稳压DC/DC隔离电源控制器的电源输入负极GND1脚，变压器副边三抽头的中间抽头连接稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出负极GND2脚，副边三抽头另两抽头分别连接有二极管，是分别与二极管的正极连接，两个二极管的负极相连后连接一个电感一端，电感另一端与一个电容一端和稳压DC/DC隔离电源控制器的VREG脚相连，电容另一端与5伏输出负极GND2脚相连，电感另一端与5伏输出负极GND2脚之间串接两个分压电阻，两个分压电阻的中间分压连接点连接稳压DC/DC隔离电源控制器的反馈电压FB脚，在USB接口电路的数据信号线与USB控制器数据信号线之间设置有信号隔离传输模块，5伏输出正负极连接USB接口电路的电源信号线，在信号隔离传输模块信号输出端设置有信号保护模块。
2.根据权利要求1所述的DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路，其特征在于， 所述信号隔离传输模块是型号为ADUM1200的信号隔离传输芯片，所述3.3伏电源正极的正负极连接ADUM1200的信号隔离传输芯片的一次信号边的电源输入脚，所述稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出正负极连接ADUM1200的信号隔离传输芯片的二次信号边的电源输入脚。
3.根据权利要求1所述的DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路，其特征在于，所述信号保护模块是型号为TPD2E001的信号保护芯片，稳压DC/DC隔离电源控制器的5伏输出正负极连接TPD2E001的信号保护芯片的电源输入脚。
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