一种DSP芯片内部USB控制器与USB外部设备间接口电路的制作方法

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。

技术实现要素：

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（digitalsignalprocessing）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。