本實用新型屬于USB數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前隨著PC技術(shù)的日益更新,USB數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也隨之廣泛的應(yīng)用到人們的生活中,而目前USB數(shù)據(jù)在傳輸過程中難以隔離,因為它是差分、雙向接口,并且需要配置(通過上拉和下拉)電阻指示總線速度。僅雙向這一特性就具有很大的挑戰(zhàn)性,因為必須要用某種方法來確定數(shù)據(jù)傳送的方向。在隔離型USB接口中,這個信息必須能穿越過隔離阻障??刂屏饔蓴?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定,而不是控制信號。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種新型USB隔離電路,實現(xiàn)了四路USB集線控制信號交換和USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)母綦x,解決了USB數(shù)據(jù)傳輸時難以保證數(shù)據(jù)的高速交換、難以實現(xiàn)多路輸出和高成本的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用以下技術(shù)方案:
一種新型USB隔離電路,包括USB輸入端子、電源保護(hù)模塊、第一穩(wěn)壓模塊、集線控制器、第一數(shù)字隔離模塊、第二數(shù)字隔離模塊、第三數(shù)字隔離模塊、第四數(shù)字隔離模塊、第一USB輸出端子、第二USB輸出端子、第三USB輸出端子、第四USB輸出端子、第一過流保護(hù)模塊、第二過流保護(hù)模塊、第三過流保護(hù)模塊、第四過流保護(hù)模塊、24V電源輸入端子、第二穩(wěn)壓模塊、第一地線和第二地線,集線控制器設(shè)有第一組IO口、第二組IO口、第三組IO口、第四組IO口和第五組IO口,USB輸入端子連接所述第一組IO口,第一數(shù)字隔離模塊連接所述第二組IO口,第二數(shù)字隔離模塊連接所述第三組IO口,第三數(shù)字隔離模塊連接所述第四組IO口,第四數(shù)字隔離模塊連接所述第五組IO口,USB輸入端子還連接電源保護(hù)模塊,電源保護(hù)模塊還連接第一穩(wěn)壓模塊,第一穩(wěn)壓模塊為集線控制器供電,第一數(shù)字隔離模塊和第一過流保護(hù)模塊均連接第一USB輸出端子,第二數(shù)字隔離模塊和第二過流保護(hù)模塊均連接第二USB輸出端子,第三數(shù)字隔離模塊和第三過流保護(hù)模塊均連接第三USB輸出端子,第四數(shù)字隔離模塊和第四過流保護(hù)模塊均連接第四USB輸出端子,第一過流保護(hù)模塊、第二過流保護(hù)模塊、第三過流保護(hù)模塊和第四過流保護(hù)模塊均連接第二穩(wěn)壓模塊,第二穩(wěn)壓模塊還連接24V電源輸入端子,USB輸入端子、電源保護(hù)模塊、第一穩(wěn)壓模塊和集線控制器均連接第一地線,第一USB輸出端子、第二USB輸出端子、第三USB輸出端子、第四USB輸出端子、第一過流保護(hù)模塊、第二過流保護(hù)模塊、第三過流保護(hù)模塊、第四過流保護(hù)模塊、24V電源輸入端子和第二穩(wěn)壓模塊均連接第二地線,第一數(shù)字隔離模塊、第二數(shù)字隔離模塊、第三數(shù)字隔離模塊和第四數(shù)字隔離模塊均連接第一地線和第二地線。
所述集線控制器型號為GL850A,所述集線控制器還設(shè)有模擬電源輸入端、數(shù)字電源輸入端、模擬地線輸入端和數(shù)字地線輸入端,所述USB輸入端子包括接線端子X1,接線端子X1的2腳和3腳連接所述集線控制器的第一組IO口,接線端子X1的4腳連接第一地線,所述電源保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U9、電阻R4、電阻R38和發(fā)光二極管DS1,所述第一穩(wěn)壓模塊包括穩(wěn)壓器U6、電容C30、電感L2和電感L3,接線端子X1的1腳通過電感L1連接過流保護(hù)芯片U9的5腳和4腳,過流保護(hù)芯片U9的1腳通過電阻R38連接發(fā)光二極管DS1的正極,發(fā)光二極管DS1的負(fù)極連接過流保護(hù)芯片U9的2腳,過流保護(hù)芯片U9的2腳和3腳之間連接有電阻R4,過流保護(hù)芯片U9的2腳還連接第一地線,過流保護(hù)芯片U9的1腳還連接穩(wěn)壓器U6的3腳,穩(wěn)壓器U6的1腳連接第一地線,穩(wěn)壓器U6的2腳輸出電源VDD_3.3V,所述電源VDD_3.3V連接所述集線控制器的模擬電源輸入端,穩(wěn)壓器U6的1腳連接所述集線控制器的模擬地線輸入端,穩(wěn)壓器U6的2腳與1腳之間連接有電容C30,穩(wěn)壓器U6的2腳通過電感L2輸出電源VDD_3.3VD,穩(wěn)壓器U6的1腳通過電感L3輸出地線VSS_DGND,電源VDD_3.3VD連接所述集線控制器的數(shù)字電源輸入端,地線VSS_DGND連接所述集線控制器的數(shù)字地線輸入端,所述穩(wěn)壓器U6的型號為LM1117。
所述24V電源輸入端子包括接線端子X2、二極管D1和二極管D2,第二穩(wěn)壓模塊包括穩(wěn)壓器U7、電容C31、電容C32、電阻R39和發(fā)光二極管DS2,接線端子X2的1腳連接二極管D1的正極,二極管D1的負(fù)極連接穩(wěn)壓器U7的2腳,接線端子X2的2腳連接穩(wěn)壓器U7的1腳,接線端子X2的3腳連接二極管D2的正極,二極管D2的負(fù)極連接穩(wěn)壓器U7的3腳,接線端子X2的4腳連接所述第二地線,穩(wěn)壓器U7的3腳和5腳之間連接有并聯(lián)連接的電容C31和電容C32,穩(wěn)壓器U7的3腳還通過電阻R39連接發(fā)光二極管DS2的正極,發(fā)光二極管DS2的負(fù)極連接所述第二地線,穩(wěn)壓器U7的5腳還連接所述第二地線,所述穩(wěn)壓器U7的型號為RA2405YMD-6W。
所述第一過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U8和電阻R3,過流保護(hù)芯片U8的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U8的1腳輸出電源VDD_BUS1,過流保護(hù)芯片U8的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U8的3腳和2腳之間連接有電阻R3;所述第二過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U10和電阻R7,過流保護(hù)芯片U10的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U10的1腳輸出電源VDD_BUS2,過流保護(hù)芯片U10的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U10的3腳和2腳之間連接有電阻R7;所述第三過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U11和電阻R10,過流保護(hù)芯片U11的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U11的1腳輸出電源VDD_BUS3,過流保護(hù)芯片U11的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U11的3腳和2腳之間連接有電阻R10;所述第四過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U12和電阻R13,過流保護(hù)芯片U12的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U12的1腳輸出電源VDD_BUS4,過流保護(hù)芯片U12的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U12的3腳和2腳之間連接有電阻R13。
所述第一USB輸出端子包括接線端子X3A、電阻R1和電阻R2,所述第一數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U2、電容C1、電容C3、電容C2、電容C4、電阻R14、電阻R15、電阻R16和電阻R17,USB隔離芯片U2的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U2的1腳還通過電容C1連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的3腳、4腳和5腳均通過電容C3連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的6腳和7腳分別通過電阻R14和R15連接所述集線控制器的第二組IO口,USB隔離芯片U2的6腳和7腳還分別通過電阻R16和電阻R17連接USB隔離芯片U2的8腳,USB隔離芯片U2的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的11腳和10腳分別通過電阻R1和電阻R2連接接線端子X3A的2腳和3腳,USB隔離芯片U2的12腳、13腳和14腳均通過電容C4連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的16腳通過電容C2連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的16腳還連接接線端子X3A的1腳,接線端子X3A的4腳連接所述第二地線;所述第二USB輸出端子包括接線端子X3B、電阻R5和電阻R6,所述第二數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U3、電容C5、電容C7、電容C6、電容C8、電阻R21、電阻R22、電阻R23和電阻R24,USB隔離芯片U3的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U3的1腳還通過電容C5連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的3腳、4腳和5腳均通過電容C7連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的6腳和7腳分別通過電阻R21和R22連接所述集線控制器的第三組IO口,USB隔離芯片U3的6腳和7腳還分別通過電阻R23和電阻R24連接USB隔離芯片U3的8腳,USB隔離芯片U3的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的11腳和10腳分別通過電阻R5和電阻R6連接接線端子X3B的2腳和3腳,USB隔離芯片U3的12腳、13腳和14腳均通過電容C8連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的16腳通過電容C6連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的16腳還連接接線端子X3B的1腳,接線端子X3B的4腳連接所述第二地線;所述第三USB輸出端子包括接線端子X4A、電阻R8和電阻R9,所述第三數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U4、電容C11、電容C9、電容C10、電容C12、電阻R25、電阻R27、電阻R30和電阻R31,USB隔離芯片U4的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U4的1腳還通過電容C9連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的3腳、4腳和5腳均通過電容C11連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的6腳和7腳分別通過電阻R25和R27連接所述集線控制器的第四組IO口,USB隔離芯片U4的6腳和7腳還分別通過電阻R30和電阻R31連接USB隔離芯片U4的8腳,USB隔離芯片U4的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的11腳和10腳分別通過電阻R8和電阻R9連接接線端子X4A的2腳和3腳,USB隔離芯片U4的12腳、13腳和14腳均通過電容C12連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的16腳通過電容C10連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的16腳還連接接線端子X4A的1腳,接線端子X4A的4腳連接所述第二地線;所述第四USB輸出端子包括接線端子X4B、電阻R11和電阻R12,所述第四數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U5、電容C14、電容C16、電容C17、電容C15、電阻R32、電阻R33、電阻R34和電阻R35,USB隔離芯片U5的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U5的1腳還通過電容C14連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的3腳、4腳和5腳均通過電容C16連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的6腳和7腳分別通過電阻R32和R33連接所述集線控制器的第五組IO口,USB隔離芯片U5的6腳和7腳還分別通過電阻R34和電阻R35連接USB隔離芯片U5的8腳,USB隔離芯片U5的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的11腳和10腳分別通過電阻R11和電阻R12連接接線端子X4B的2腳和3腳,USB隔離芯片U5的12腳、13腳和14腳均通過電容C17連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的16腳通過電容C15連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的16腳還連接接線端子X4B的1腳,接線端子X4B的4腳連接所述第二地線。
所述過流保護(hù)芯片U9的型號為SY6280。
所述過流保護(hù)芯片U8、所述過流保護(hù)芯片U10、所述過流保護(hù)芯片U11和所述過流保護(hù)芯片U12的型號均為SY6280。
所述USB隔離芯片U2、所述USB隔離芯片U3、所述USB隔離芯片U4和所述USB隔離芯片U5的型號均為ADuM4160。
本實用新型所述的一種新型USB隔離電路,通過采用集線控制器實現(xiàn)了四路USB集線控制信號交換,并通過雙電源設(shè)計、雙地線設(shè)計和通過過流保護(hù)芯片解決過電流隔離問題的技術(shù)方案,實現(xiàn)了USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)母綦x,解決了USB數(shù)據(jù)傳輸時難以保證數(shù)據(jù)的高速交換、難以實現(xiàn)多路輸出和高成本的問題。
附圖說明
圖1是本實用新型的硬件原理圖框圖;
圖2是本實用新型的USB輸入端子的原理圖;
圖3是本實用新型的電源保護(hù)模塊的原理圖;
圖4是本實用新型的第一穩(wěn)壓模塊的原理圖;
圖5是本實用新型的第二穩(wěn)壓模塊和24V電源輸入端子的原理圖;
圖6是本實用新型的第一過流保護(hù)模塊和第二過流保護(hù)模塊的原理圖;
圖7是本實用新型的第三過流保護(hù)模塊和第四過流保護(hù)模塊的原理圖;
圖8是本實用新型的第一USB輸出端子和第二USB輸出端子的原理圖;
圖9是本實用新型的第三USB輸出端子和第四USB輸出端子的原理圖;
圖10是本實用新型的第一數(shù)字隔離模塊和第二數(shù)字隔離模塊的原理圖;
圖11是本實用新型的第三數(shù)字隔離模塊和第四數(shù)字隔離模塊的原理圖。
具體實施方式
如圖1所示的一種新型USB隔離電路,包括USB輸入端子、電源保護(hù)模塊、第一穩(wěn)壓模塊、集線控制器、第一數(shù)字隔離模塊、第二數(shù)字隔離模塊、第三數(shù)字隔離模塊、第四數(shù)字隔離模塊、第一USB輸出端子、第二USB輸出端子、第三USB輸出端子、第四USB輸出端子、第一過流保護(hù)模塊、第二過流保護(hù)模塊、第三過流保護(hù)模塊、第四過流保護(hù)模塊、24V電源輸入端子、第二穩(wěn)壓模塊、第一地線和第二地線,集線控制器設(shè)有第一組IO口、第二組IO口、第三組IO口、第四組IO口和第五組IO口,USB輸入端子連接所述第一組IO口,第一數(shù)字隔離模塊連接所述第二組IO口,第二數(shù)字隔離模塊連接所述第三組IO口,第三數(shù)字隔離模塊連接所述第四組IO口,第四數(shù)字隔離模塊連接所述第五組IO口,USB輸入端子還連接電源保護(hù)模塊,電源保護(hù)模塊還連接第一穩(wěn)壓模塊,第一穩(wěn)壓模塊為集線控制器供電,第一數(shù)字隔離模塊和第一過流保護(hù)模塊均連接第一USB輸出端子,第二數(shù)字隔離模塊和第二過流保護(hù)模塊均連接第二USB輸出端子,第三數(shù)字隔離模塊和第三過流保護(hù)模塊均連接第三USB輸出端子,第四數(shù)字隔離模塊和第四過流保護(hù)模塊均連接第四USB輸出端子,第一過流保護(hù)模塊、第二過流保護(hù)模塊、第三過流保護(hù)模塊和第四過流保護(hù)模塊均連接第二穩(wěn)壓模塊,第二穩(wěn)壓模塊還連接24V電源輸入端子,USB輸入端子、電源保護(hù)模塊、第一穩(wěn)壓模塊和集線控制器均連接第一地線,第一USB輸出端子、第二USB輸出端子、第三USB輸出端子、第四USB輸出端子、第一過流保護(hù)模塊、第二過流保護(hù)模塊、第三過流保護(hù)模塊、第四過流保護(hù)模塊、24V電源輸入端子和第二穩(wěn)壓模塊均連接第二地線,第一數(shù)字隔離模塊、第二數(shù)字隔離模塊、第三數(shù)字隔離模塊和第四數(shù)字隔離模塊均連接第一地線和第二地線。
如圖2-4所示,所述集線控制器型號為GL850A,所述集線控制器還設(shè)有模擬電源輸入端、數(shù)字電源輸入端、模擬地線輸入端和數(shù)字地線輸入端,所述USB輸入端子包括接線端子X1,接線端子X1的2腳和3腳連接所述集線控制器的第一組IO口,接線端子X1的4腳連接第一地線,所述電源保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U9、電阻R4、電阻R38和發(fā)光二極管DS1,所述第一穩(wěn)壓模塊包括穩(wěn)壓器U6、電容C30、電感L2和電感L3,接線端子X1的1腳通過電感L1連接過流保護(hù)芯片U9的5腳和4腳,過流保護(hù)芯片U9的1腳通過電阻R38連接發(fā)光二極管DS1的正極,發(fā)光二極管DS1的負(fù)極連接過流保護(hù)芯片U9的2腳,過流保護(hù)芯片U9的2腳和3腳之間連接有電阻R4,過流保護(hù)芯片U9的2腳還連接第一地線,過流保護(hù)芯片U9的1腳還連接穩(wěn)壓器U6的3腳,穩(wěn)壓器U6的1腳連接第一地線,穩(wěn)壓器U6的2腳輸出電源VDD_3.3V,所述電源VDD_3.3V連接所述集線控制器的模擬電源輸入端,穩(wěn)壓器U6的1腳連接所述集線控制器的模擬地線輸入端,穩(wěn)壓器U6的2腳與1腳之間連接有電容C30,穩(wěn)壓器U6的2腳通過電感L2輸出電源VDD_3.3VD,穩(wěn)壓器U6的1腳通過電感L3輸出地線VSS_DGND,電源VDD_3.3VD連接所述集線控制器的數(shù)字電源輸入端,地線VSS_DGND連接所述集線控制器的數(shù)字地線輸入端,所述穩(wěn)壓器U6的型號為LM1117。
如圖5所示,所述24V電源輸入端子包括接線端子X2、二極管D1和二極管D2,第二穩(wěn)壓模塊包括穩(wěn)壓器U7、電容C31、電容C32、電阻R39和發(fā)光二極管DS2,接線端子X2的1腳連接二極管D1的正極,二極管D1的負(fù)極連接穩(wěn)壓器U7的2腳,接線端子X2的2腳連接穩(wěn)壓器U7的1腳,接線端子X2的3腳連接二極管D2的正極,二極管D2的負(fù)極連接穩(wěn)壓器U7的3腳,接線端子X2的4腳連接所述第二地線,穩(wěn)壓器U7的3腳和5腳之間連接有并聯(lián)連接的電容C31和電容C32,穩(wěn)壓器U7的3腳還通過電阻R39連接發(fā)光二極管DS2的正極,發(fā)光二極管DS2的負(fù)極連接所述第二地線,穩(wěn)壓器U7的5腳還連接所述第二地線,所述穩(wěn)壓器U7的型號為RA2405YMD-6W。
如圖6-7所示,所述第一過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U8和電阻R3,過流保護(hù)芯片U8的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U8的1腳輸出電源VDD_BUS1,過流保護(hù)芯片U8的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U8的3腳和2腳之間連接有電阻R3;所述第二過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U10和電阻R7,過流保護(hù)芯片U10的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U10的1腳輸出電源VDD_BUS2,過流保護(hù)芯片U10的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U10的3腳和2腳之間連接有電阻R7;所述第三過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U11和電阻R10,過流保護(hù)芯片U11的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U11的1腳輸出電源VDD_BUS3,過流保護(hù)芯片U11的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U11的3腳和2腳之間連接有電阻R10;所述第四過流保護(hù)模塊包括過流保護(hù)芯片U12和電阻R13,過流保護(hù)芯片U12的5腳和4腳均連接所述穩(wěn)壓器U7的3腳,過流保護(hù)芯片U12的1腳輸出電源VDD_BUS4,過流保護(hù)芯片U12的2腳連接所述第二地線,過流保護(hù)芯片U12的3腳和2腳之間連接有電阻R13。
如圖8-11所示,所述第一USB輸出端子包括接線端子X3A、電阻R1和電阻R2,所述第一數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U2、電容C1、電容C3、電容C2、電容C4、電阻R14、電阻R15、電阻R16和電阻R17,USB隔離芯片U2的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U2的1腳還通過電容C1連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的3腳、4腳和5腳均通過電容C3連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的6腳和7腳分別通過電阻R14和R15連接所述集線控制器的第二組IO口,USB隔離芯片U2的6腳和7腳還分別通過電阻R16和電阻R17連接USB隔離芯片U2的8腳,USB隔離芯片U2的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U2的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的11腳和10腳分別通過電阻R1和電阻R2連接接線端子X3A的2腳和3腳,USB隔離芯片U2的12腳、13腳和14腳均通過電容C4連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的16腳通過電容C2連接所述第二地線,USB隔離芯片U2的16腳還連接接線端子X3A的1腳,接線端子X3A的4腳連接所述第二地線;所述第二USB輸出端子包括接線端子X3B、電阻R5和電阻R6,所述第二數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U3、電容C5、電容C7、電容C6、電容C8、電阻R21、電阻R22、電阻R23和電阻R24,USB隔離芯片U3的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U3的1腳還通過電容C5連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的3腳、4腳和5腳均通過電容C7連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的6腳和7腳分別通過電阻R21和R22連接所述集線控制器的第三組IO口,USB隔離芯片U3的6腳和7腳還分別通過電阻R23和電阻R24連接USB隔離芯片U3的8腳,USB隔離芯片U3的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U3的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的11腳和10腳分別通過電阻R5和電阻R6連接接線端子X3B的2腳和3腳,USB隔離芯片U3的12腳、13腳和14腳均通過電容C8連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的16腳通過電容C6連接所述第二地線,USB隔離芯片U3的16腳還連接接線端子X3B的1腳,接線端子X3B的4腳連接所述第二地線;所述第三USB輸出端子包括接線端子X4A、電阻R8和電阻R9,所述第三數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U4、電容C11、電容C9、電容C10、電容C12、電阻R25、電阻R27、電阻R30和電阻R31,USB隔離芯片U4的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U4的1腳還通過電容C9連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的3腳、4腳和5腳均通過電容C11連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的6腳和7腳分別通過電阻R25和R27連接所述集線控制器的第四組IO口,USB隔離芯片U4的6腳和7腳還分別通過電阻R30和電阻R31連接USB隔離芯片U4的8腳,USB隔離芯片U4的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U4的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的11腳和10腳分別通過電阻R8和電阻R9連接接線端子X4A的2腳和3腳,USB隔離芯片U4的12腳、13腳和14腳均通過電容C12連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的16腳通過電容C10連接所述第二地線,USB隔離芯片U4的16腳還連接接線端子X4A的1腳,接線端子X4A的4腳連接所述第二地線;所述第四USB輸出端子包括接線端子X4B、電阻R11和電阻R12,所述第四數(shù)字隔離模塊包括USB隔離芯片U5、電容C14、電容C16、電容C17、電容C15、電阻R32、電阻R33、電阻R34和電阻R35,USB隔離芯片U5的1腳連接所述過流保護(hù)芯片U9的1腳,USB隔離芯片U5的1腳還通過電容C14連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的2腳連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的3腳、4腳和5腳均通過電容C16連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的6腳和7腳分別通過電阻R32和R33連接所述集線控制器的第五組IO口,USB隔離芯片U5的6腳和7腳還分別通過電阻R34和電阻R35連接USB隔離芯片U5的8腳,USB隔離芯片U5的8腳還連接所述第一地線,USB隔離芯片U5的9腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的11腳和10腳分別通過電阻R11和電阻R12連接接線端子X4B的2腳和3腳,USB隔離芯片U5的12腳、13腳和14腳均通過電容C17連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的15腳連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的16腳通過電容C15連接所述第二地線,USB隔離芯片U5的16腳還連接接線端子X4B的1腳,接線端子X4B的4腳連接所述第二地線。
所述過流保護(hù)芯片U9的型號為SY6280。
所述過流保護(hù)芯片U8、所述過流保護(hù)芯片U10、所述過流保護(hù)芯片U11和所述過流保護(hù)芯片U12的型號均為SY6280。
所述USB隔離芯片U2、所述USB隔離芯片U3、所述USB隔離芯片U4和所述USB隔離芯片U5的型號均為ADuM4160。
工作時,USB輸入端子輸入外部USB數(shù)據(jù)信號,并輸入外部5V電源,外部5V電源經(jīng)過電感L1濾波后接入電源保護(hù)模塊,電源保護(hù)模塊將輸出端連接第一穩(wěn)壓模塊,第一穩(wěn)壓模塊輸出VDD_3.3V電源和VDD_3.3VD電源,分別對所述集線控制器的模擬電源輸入端和數(shù)字電源輸入端供電,USB輸入端子同時將外部USB數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)剿黾€控制器中,所述集線控制器將輸入的USB信號分成4路USB信號,并分別通過第一數(shù)字隔離模塊、第二數(shù)字隔離模塊、第三數(shù)字隔離模塊和第四數(shù)字隔離模塊將USB信號分別傳送給第一USB輸出端子、第二USB輸出端子、第三USB輸出端子和第四USB輸出端子,實現(xiàn)四路USB集線控制信號交換,24V電源輸入端子通過防止接反二極管D1將輸出用的24V電源引入第二穩(wěn)壓模塊,第二穩(wěn)壓模塊分別通過第一過流保護(hù)模塊、第二過流保護(hù)模塊、第三過流保護(hù)模塊和第四過流保護(hù)模塊對第一USB輸出端子、第二USB輸出端子、第三USB輸出端子和第四USB輸出端子進(jìn)行供電,實現(xiàn)了USB輸入端子和USB輸出端子之間的電源的隔離,并同時實現(xiàn)了USB輸入信號與USB輸出信號之間的地線的隔離。
本實用新型的集線控制器的型號為GL850A,所述集線控制器遵守USB2.0規(guī)格并可以實現(xiàn)8個位RISC集線控制的處理器。
本實用新型所述的一種新型USB隔離電路,通過采用集線控制器實現(xiàn)了四路USB集線控制信號交換,并通過雙電源設(shè)計、雙地線設(shè)計和通過過流保護(hù)芯片解決過電流隔離問題的技術(shù)方案,實現(xiàn)了USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)母綦x,解決了USB數(shù)據(jù)傳輸時難以保證數(shù)據(jù)的高速交換、難以實現(xiàn)多路輸出和高成本的問題。