Texas Instruments ISOUSB111隔離式USB中繼器是一款符合USB 2.0標準的電氣隔離式中繼器，支持全速 (12Mbps) 和低速 (1.5Mbps) 信號傳輸速率。該器件支持自動速度檢測和連接以及上拉/下拉反射，能夠實現插入式USB集線器、鏈路電源管理、外設、主機和電纜隔離。該器件支持自動角色互換：如果連接斷開后在上行端口上檢測到新的連接，則上行和下行端口定義將會調換。這一功能使得該器件能夠支持Type-C雙角色端口 (DRP) 和USB On-The-Go (OTG) 實現。該器件采用二氧化硅 (SiO 2 ) 絕緣隔柵，耐壓高達5000V RMS ，工作電壓為1500V RMS 。將該器件與隔離式電源一起使用，可提供高壓保護并防止總線的噪聲電流進入本地接地。Texas Instruments ISOUSB111器件可用于基本和增強型隔離。它支持-40°C至+125°C寬環境溫度范圍，并采用標準SOIC-16 (16-DW) 封裝和更小型的SSOP-16 (16-DWX) 封裝。

數據手冊：*附件：Texas Instruments ISOUSB111隔離式USB中繼器數據手冊.pdf

特性

• 符合USB 2.0標準
• 支持低速 (1.5Mbps) 和全速 (12Mbps) 信號傳輸
• 自動連接和速度檢測
• 支持L1（睡眠）和L2（暫停）低功耗狀態
• 支持USB On-The-Go (OTG) 和Type-C?雙角色端口 (DRP) 設計的自動角色交換
• 高CMTI (100kV/μs)
• VBUS電壓范圍：4.25V至5.5V
  • 3.3V內部LDO
• 符合CISPR32 B類輻射限制
• 環境溫度范圍：–40°C至+125°C
• 16-SOIC和16-SSOP封裝選項
• 安全相關認證
  • 7071VPK VIOTM和2121VPK V IORM （增強型和基本型選項），符合DIN EN IEC 60747-17標準 (VDE 0884-17)
  • 符合UL 1577標準且長達1分鐘的5000VRMS隔離
  • IEC 62368-1、IEC 60601-1和IEC 61010-1認證
  • CQC、CSA和TUV認證
  • 完成16-SOIC認證；計劃16-SSOP認證

功能框圖

德州儀器ISOUSB111隔離式USB中繼器技術解析

一、產品概述與核心特性

ISOUSB111是德州儀器(TI)推出的一款全/低速隔離式USB 2.0中繼器，采用先進的二氧化硅(SiO2)隔離屏障技術，具有以下突出特性：

• ?兼容性?：完全符合USB 2.0規范，支持低速(1.5Mbps)和全速(12Mbps)信號傳輸
• ?智能檢測?：自動速度檢測和連接狀態識別
• ?電源管理?：支持L1(睡眠)和L2(掛起)低功耗狀態
• ?角色反轉?：支持USB On-The-Go(OTG)和Type-C雙角色端口(DRP)設計
• ?高隔離性能?：CMTI達100kV/μs，工作電壓1500VRMS
• ?寬溫工作?：環境溫度范圍-40°C至125°C

二、關鍵電氣參數

1. 隔離特性

2. 電源特性

• 輸入電壓范圍：4.25V至5.5V(VBUS)
• 內置3.3V LDO穩壓器
• 靜態電流：
  • 全速模式：典型15.3mA(接收側)
  • 掛起模式：低至1.07mA(上游側)

三、封裝與引腳配置

ISOUSB111提供兩種封裝選項：

1. ? SOIC-16(DW) ?：10.30mm × 7.50mm
2. ? SSOP-16(DWX) ?：5.85mm × 7.50mm

關鍵引腳功能：

• ?VBUS1/VBUS2?：電源輸入(4.25-5.5V)
• ?V3P3V1/V3P3V2?：3.3V電源(內部LDO輸出或外部輸入)
• ? UD+/UD- ?：上游端口數據線
• ? DD+/DD- ?：下游端口數據線
• ?PIN?：上游上拉使能控制

四、典型應用設計

1. 隔離主機/集線器設計

• 使用SN6505隔離DC-DC轉換器供電
• 上游側連接3.3V本地電源
• 下游側利用USB VBUS供電(需120μF電容滿足USB規范)
• 推薦布局：
  • D+/D-走線保持90Ω差分阻抗
  • 頂層放置0.1μF去耦電容靠近V3P3Vx引腳
  • 添加ESD保護二極管(PESD5V0C1USF)

2. 自供電隔離外設

• 上游側利用USB VBUS供電
• 下游側連接3.3V本地電源
• VBUS總電容需<10μF(符合外設規范)
• 建議在連接器附近放置100nF瞬態抑制電容

五、安全認證與可靠性

ISOUSB111已通過多項國際安全認證：

• ?VDE?：符合DIN EN IEC 60747-17(VDE 0884-17)
• ?UL?：1577組件認證(5000VRMS)
• ?CSA?：符合IEC 61010-1/IEC 62368-1
• ?CQC/TUV?：符合GB 4943.1/EN 61010-1

可靠性數據：

• 絕緣壽命預測：1500VRMS下169年
• 工作溫度范圍：-40°C至125°C
• ESD防護：±2000V(HBM,DW封裝)

六、設計資源推薦

1. ?評估模塊?：ISOUSB111EVM
2. ?參考設計?：
   • 隔離Type-C DRP實現方案
   • 醫療設備USB隔離接口
3. ?應用手冊?：
   • 《數字隔離器設計指南》
   • 《優化功率級布局提升EMI性能》
4. ?配套器件?：
   • SN6505變壓器驅動器
   • PESD5V0C1USF ESD保護二極管