Texas Instruments ISOUSB111DWEVM中繼器評估模塊 (EVM) 用于評估高性能5000VRMS增強型隔離式 USB中繼器，采用16引腳DW SOIC封裝。該評估模塊具有足夠的測試點和跳線選項，支持采用最少外部元件來評估相應器件。該評估模塊讓用戶可以在將器件集成到用戶設計中之前，對Texas Instruments ISOUSB111器件徹底進行評估。為了方便評估模塊由各種電源供電，包括穩壓電源、標準USB 2.0連接器、標準直流適配器，該評估模塊包括一個變壓器驅動器 (SN6501)、一個變壓器和三個可調輸出LDO（TPS76701和TPS73701）。

數據手冊：*附件：Texas Instruments ISOUSB111DWEVM中繼器評估模塊數據手冊.pdf

特性

• 高性能5000VRMS增強型隔離式USB 2.0中繼器評估模塊
• 支持全速/低速
• 該評估模塊經過測試，包含用于評估器件ISOUSB111的配置

測試設置

ISOUSB111DWEVM評估模塊技術解析與應用指南

摘要

ISOUSB111DWEVM是德州儀器(Texas Instruments)推出的一款全速/低速隔離USB中繼器評估模塊，專為工程師快速評估ISOUSB111隔離USB中繼器性能而設計。該模塊支持ISOUSB111在16引腳寬體SOIC封裝(DW-16)中的完整功能評估，為隔離USB系統的開發提供了便捷的測試平臺。

一、模塊概述

ISOUSB111DWEVM評估模塊核心器件ISOUSB111是一款符合USB 2.0標準的全速/低速隔離中繼器，具有以下關鍵特性：

• 支持1.5Mbps(低速)和12Mbps(全速)信號速率
• 自動速度和連接檢測功能
• 反射上拉/下拉電阻
• 支持鏈路電源管理
• 自動角色反轉功能(當上游端口檢測到新連接時，自動交換上下游端口定義)

該設備采用二氧化硅(SiO2)絕緣屏障，具有5700 VRMS的耐受電壓和1060 VRMS的工作電壓，-40°C至+125°C的寬工作溫度范圍，提供標準寬體SOIC-16(DW)和更小的SOIC-16(DWV)兩種封裝選項。

二、模塊硬件設計

1. 電源架構

評估模塊設計了靈活的電源配置方案：

• 包含變壓器驅動器(SN6501)、變壓器(CMP-0030614-1)和三個可調輸出LDO(TPS76701和TPS73701)
• 可通過跳線選擇使用外部LDO或器件內部LDO為3.3V電源供電
• 支持多種電源輸入方式：穩壓電源、標準USB 2.0接口、標準DC適配器

2. 關鍵配置選項

模塊通過電阻配置支持多種測試模式，主要配置選項包括：

• ?R7/R8?：控制U4 LDO使能狀態
• ?R9?：連接VBUS1至USB Type-B接口VBUS(5V)
• ?R10/R11?：連接U4 LDO至VBUS1和V3P3V1引腳(3.3V)
• ?R12/R13?：控制U5 LDO使能狀態
• ?R14?：連接VBUS2至U3 LDO輸出(5V)
• ?R15/R16?：連接U5 LDO至VBUS2和V3P3V2引腳(3.3V)

3. 接口設計

評估模塊提供完整的接口支持：

• 上游和下游USB 2.0 Type-B接口
• 多個測試點(TP1-TP13)便于信號測量
• 標準2.54mm排針接口用于配置和控制

三、典型應用場景

1. 醫療設備USB隔離

在醫療設備中，ISOUSB111DWEVM可用于評估USB接口的隔離性能，確?；颊哌B接部分與主機系統的安全隔離，滿足醫療電氣設備安全標準。

2. 工業控制系統

在工業環境中，模塊可評估USB通信在電氣噪聲環境下的可靠性，防止地環路干擾和瞬態電壓損害敏感設備。

3. 測試測量設備

用于評估USB隔離在測試測量設備中的應用，保證測試信號的完整性，同時保護主機設備免受被測設備潛在故障的影響。

四、評估設置指南

1. 基本測試配置

1. 使用USB 2.0 Type-B連接器連接主機和設備
2. 通過J10跳線選擇電源模式：
   • 引腳2-1：使能U3 LDO(5V輸出)
   • 引腳2-3：禁用U3 LDO(使用外部5V電源)
3. 根據測試需求配置電阻網絡(參考表4-1)

2. 性能評估要點

• ?數據傳輸速率?：驗證全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)模式下的穩定通信
• ?電流消耗?：測量不同工作模式下的功耗特性
• ?隔離特性?：評估信號完整性保持能力(需注意模塊不支持隔離電壓測試)

五、設計參考

1. 原理圖設計

評估模塊采用緊湊的布局設計，ISOUSB111位于電路中心位置，周邊布置必要的去耦電容和配置元件。電源部分采用模塊化設計，便于不同配置測試。

2. PCB布局建議

• 采用4層板設計，保證良好的電源和地平面
• 隔離屏障兩側保持足夠的爬電距離
• 信號走線阻抗控制以減少反射
• 關鍵電源引腳就近布置去耦電容

六、注意事項

1. ?安全警告?：該評估模塊僅用于隔離器參數性能評估，不適用于隔離電壓測試。為防止損壞EVM，任何作為電源或數字輸入/輸出應用的電壓必須保持在0V至5.5V的建議工作范圍內。
2. ?參數限制?：某些數據手冊規格(如最大數據速率、傳播延遲等時序規格)需要不同于ISOUSB111DWEVM的測試設置配置，無法直接通過EVM驗證。
3. ?熱管理?：在高環境溫度下連續工作時，需監控器件溫度，確保不超過額定范圍。