Usb数字隔离器的制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种USB数字隔离器，其包括有USB头、USB座，所述USB头、USB座之间设置有一壳体，壳体内设置有PCB板，PCB板上焊接有隔离电源和磁隔离芯片，所述USB头、USB座通过USB线电连接与PCB板上，并与上述隔离电源和磁隔离芯片进行电连接。磁隔离芯片它采用了高速CMOS工艺和芯片级的变压器技术。所以，在性能、功耗、体积等各方面都有传统光电隔离器件无法比拟的优势，同时也消除了光电耦合中不稳定的电流传输率，非线性传输，温度和使用寿命等方面的问题。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种用于隔离干扰信号的USB端口隔离 器。 USB数字隔离器
【背景技术】
[0002] 传统的USB传输由于信号易受电磁干扰，断线率高、数据经常丢包、传输不稳定等 因素，使得USB传输只能应用在消费类产品中。
[0003] 而我们常用的隔离设备是光电隔离器，这是一种通过光电转换来实现隔离的设 备。在数据传输隔离中得到了广泛的应用，但是正是这种光电转换的原理影响了其传输效 率，又因其LED和光电晶体管需要较大的一个驱动电流，这又使其在功耗方面没有了优势， 还有其温度范围比较窄，其性能会随温度的升高有一个显著的变化，这使其在温度比较高 的环境中无法得到广泛应用，通常光耦每个封装只能提供一个通道还需要多颗分立元件的 支援所以占用空间比较大，这无疑会增加成本，所以光电隔离在成本、大小、功率、性能、可 靠性和系统的电气特性等方面的要求都已远远不能适应现在设计系统的需求。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种USB数字隔离器，该USB数字隔离器能够有效地 隔离各种干扰信号，传输效率高，成本低。
[0005] 本实用新型的另一个目的在于提供一种USB数字隔离器，该USB数字隔离器功耗 低，受温差影响小、温度范围宽，稳定性强。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007] -种USB数字隔离器，其包括有USB头、USB座，其特征在于所述USB头、USB座之 间设置有一壳体，壳体内设置有PCB板，PCB板上焊接有隔离电源和磁隔离芯片，且所述隔 离电源和磁隔离芯片进行电连接，所述USB头、USB座通过USB线电连接与PCB板上，并与 上述隔离电源和磁隔离芯片进行电连接。
[0008] 所述隔离电源为开关式隔离稳压电源，所述磁隔离芯片是iCoupler磁隔离芯片， 通过USB线与电脑或设备相连接，由电脑或设备提供芯片工作电压，再通过开关式隔离稳 压电源给芯片中需要隔离部分供电，实现两部分电路分开供电，互不干扰，而信号部分边沿 检测iCoupler技术与内部逻辑结合使用实现信号的传输。
[0009] iCoupler磁隔离技术，是一种基于芯片尺寸的变压器隔离技术，它采用了高速 CMOS工艺和芯片级的变压器技术。所以，在性能、功耗、体积等各方面都有传统光电隔离器 件（光耦）无法比拟的优势。由于磁隔离在设计上取消了光电耦合器中影响效率的光电转 换环节。同时也消除了光电耦合中不稳定的电流传输率，非线性传输，温度和使用寿命等方 面的问题。
[0010] 所述壳体，分为上壳和下壳上下两个部分，以便于安装PCB板。
[0011] 所述PCB板与USB头之间，还设置有磁环，通过该磁环进一步提高抗干扰性能和线 路稳定性。
[0012] 本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：1、总成本：集成度更高、PCB减少 60% -70%。
[0013] 2、性能：速度更高、瞬态共模抑制能力更强（25kv/ μ s)。使用高速CMOS和芯片变 压器，这相当于光耦中使用的发光二极管与光敏二极管，具有比光电耦合器更高的数据传 输速率、时序精度和瞬态共模抑制能力因此，它能够达到非常高性能的水平。
[0014] 3、功耗：最低达0. 8mA。由于磁隔离在设计上取消了光电耦合器中影响效率的光 电转换环节，因此它的功耗仅为光电耦合器的1/6-1/10。
[0015] 4、稳定性：受温差影响小、温度范围宽。解决传统的光电耦合器温度范围比较窄， 其性能会随温度的升高有一个显著的变化，最高温度可达105 °C。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型实现的结构示意图。
[0017] 图2是本实用新型实现的电路原理图。
[0018] 图中：1为USB座，2为磁隔离芯片，3为下壳，4为上壳，5为隔离电源，6为PCB板， 7为磁环，8为USB头，9为隔离电源；10、USB输入电路；11、磁隔离芯片；12、USB输出电路。
【具体实施方式】
[0019] 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。
[0020] 请参阅图1所示，如图1示，本实用新型的实现是以PCB板6作为一个载体，磁隔 离芯片2和隔离电源5分别焊接在PCB板6上，依靠 PCB板6上的线路和阻容元件连接各 器件的引脚来实现功能。
[0021] 其中，USB座1和USB头8项通过USB线连接到PCB板6,并与电路进行连接，用来 与外部设备或机器对接并传输数据或指令，并有一磁环7设置在USB头与PCB板之间，磁环 7是在USB线路上接入，该磁环7起到更好的抗干扰和提高线路稳定性的作用。
[0022] PCB板6的外部具有上壳3和下壳4,上壳3和下壳4能够扣合固定在一起，形成 一个封闭的壳体，这个封闭的壳体主要起到对电子器件、PCB板的保护与加强产品外形美观 的作用。
[0023] 再参照图2所示，处理器的USB-Host的信号经USB头从USB输入电路10输入， UD+、UD-两USB信号线接入磁隔离芯片11的USB端口隔离器，磁隔离芯片2采用iCoupler 磁隔离技术（如AduM1200)与输出的DD+、DD-隔离，因此，核心的隔离部件是磁隔离芯片 11，再经USB输出电路12接到USB-Host座，而VBUS1则通过隔离电源9为磁隔离芯片输出 则提供一个隔离电源（VBUS2)，同时VBUS2也经USB输出电路12接到USB-Host座，以达到 到USB系统与外部设备或机器的完全隔离。
[0024] 本实用新型可以应用于医疗行业、工业控制、汽车领域等电磁环境恶劣的情况，通 过采用iCoupler技术的USB端口隔离器，将强磁杂波信号等干扰信号阻隔在外部，保证高 速USB信号不受干扰，确保设备正常运行。
[0025] 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。
【权利要求】
1. 一种USB数字隔离器，其包括有USB头、USB座，其特征在于所述USB头、USB座之间 设置有一壳体，壳体内设置有PCB板，PCB板上焊接有隔离电源和磁隔离芯片，且所述隔离 电源和磁隔离芯片进行电连接，所述USB头、USB座通过USB线电连接与PCB板上，并与上 述隔离电源和磁隔离芯片进行电连接。
2. 如权利要求1所述的USB数字隔离器，其特征在于所述隔离电源为开关式隔离稳压 电源，所述磁隔离芯片是iCoupler磁隔离芯片。
3. 如权利要求1所述的USB数字隔离器，其特征在于所述壳体，分为上壳和下壳上下两 个部分。
4. 如权利要求1所述的USB数字隔离器，其特征在于所述PCB板与USB头之间，还设置 有磁环。
【文档编号】H04B3/02GK203883827SQ201420296176
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】刘堂雄 申请人:深圳市泰智科技有限公司