Texas Instruments ISOUSB111DWXEVM评估模块 (EVM) 用于评估采用16引脚SSOP封装 (DWZ-16) 的高性能、5000VRMS 增强型隔离USB中继器。该评估模块具有测试点和跳线选项，因此使用极少的外部元件就能进行评估。这些测试点让用户可以在将器件集成到用户设计中之前，对ISOUSB111DWX器件彻底进行评估。为了方便评估模块由各种电源供电，包括稳压电源、标准USB 2.0插座和标准直流适配器，该评估模块包括一个变压器驱动器 (SN6501)、一个变压器 (CMP-0030614-1) 和三个可调输出LDO（TPS76701和TPS73701）。

数据手册：*附件：Texas Instruments ISOUSB111DWXEVM评估模块 (EVM)数据手册.pdf

Texas Instruments ISOUSB111DWXEVM可配置为使用所提供的LDO为3.3V电源供电，或者绕过这些外部LDO，使用内部LDO。可以对该评估模块进行更改，改后用或不用外部LDO和测试配置都能工作。该评估模块可验证ISOUSB111DWX数据表中的许多参数，如数据传输速率、电流消耗等。某些规格参数要求与ISOUSB111DWXEVM不同的测试设置配置，因此该评估模块无法验证这些规格参数。

特性

• 高性能、5000VRMS 增强型隔离USB2.0中继器评估模块
• 支持高速/全速/低速
• 该评估模块经过测试，包含用于评估器件ISOUSB211的配置

测试设置

ISOUSB111DWX隔离式USB中继器评估模块技术解析

一、产品概述

ISOUSB111DWXEVM是德州仪器(TI)推出的一款针对ISOUSB111DWX隔离式USB中继器的评估模块。该模块支持全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)USB 2.0信号传输，提供5700VRMS的隔离电压和1060VRMS的工作电压。

‌核心特性‌：

• 符合USB 2.0规范的全速/低速隔离中继器
• 自动速度和连接检测功能
• 支持上下行端口角色自动反转
• 采用二氧化硅(SiO2)绝缘屏障技术
• 工作温度范围：-40°C至+125°C
• 提供基础隔离和增强隔离两种版本

二、评估模块架构设计

2.1 主要功能配置

ISOUSB111DWXEVM评估板设计灵活，支持多种供电配置：

• ‌内部LDO模式‌：利用ISOUSB111内置LDO生成3.3V电源
• ‌外部LDO模式‌：通过板载TPS73701/TPS76701 LDO提供电源
• ‌USB供电‌：可直接从USB Type-B接口获取5V电源
• ‌外部电源‌：通过测试点TP5接入外部5V电源

2.2 典型应用场景

该评估模块适用于多种需要电气隔离的USB应用：

• 工业自动化设备
• 医疗电子设备
• 测试测量仪器
• 电力监控系统
• 通信基础设施

三、硬件设计分析

3.1 电路架构

评估板采用单芯片解决方案，关键外围电路包括：

• ‌隔离电源‌：SN6501变压器驱动器+CMP-0030614-1变压器
• ‌电源管理‌：三路可配置LDO(TPS73701×2, TPS76701×1)
• ‌ESD保护‌：TPD2E2U06双通道高速ESD保护器件
• ‌滤波电路‌：多组0.1μF/1μF/10μF去耦电容

3.2 接口与测试点

评估板提供丰富的接口和测试点：

• ‌USB接口‌：标准Type-B和Type-A插座各一个
• ‌电源测试点‌：TP1(5V1)、TP3(3.3V1)、TP5(5VEXT)、TP7(3.3V2)
• ‌信号测试点‌：TP8(UD+)、TP10(UD-)、TP11(DD+)、TP13(DD-)
• ‌配置跳线‌：J10(LDO使能)、J1-J8(电阻配置)

四、配置与评估方法

4.1 基本配置选项

通过配置不同电阻可实现多种工作模式：

电阻	功能描述	默认状态
R9	连接VBUS1至Type-B VBUS	DNP
R10/R11	连接U4 LDO至VBUS1/V3P3V1	DNP
R14	连接VBUS2至U3 LDO输出	DNP
R15/R16	连接U5 LDO至VBUS2/V3P3V2	DNP

4.2 典型评估流程

1. ‌硬件连接‌：
   • 将USB主机连接到J1(Type-B)
   • 将USB设备连接到J4(Type-A)
   • 根据需要配置电源跳线(J10)
2. ‌模式选择‌：
   • 内部LDO模式：不焊接R10/R11和R15/R16
   • 外部LDO模式：焊接R10/R11和/或R15/R16
3. ‌信号观测‌：
   • 使用示波器监测TP8/TP10(上行)和TP11/TP13(下行)
   • 检查电源质量(TP1/TP3/TP5/TP7)

五、PCB设计与布局指南

评估板采用四层板设计，关键布局特点：

• ‌隔离屏障‌：上下行电路严格分离，保持≥8mm爬电距离
• ‌电源布局‌：多层铺铜降低阻抗，多组去耦电容就近放置
• ‌信号完整性‌：USB差分对严格等长，阻抗控制为90Ω
• ‌测试便利性‌：所有关键信号引出测试点，方便探测

六、设计参考与物料清单

评估板提供完整的参考设计：

• ‌原理图‌：包含电源、隔离、信号完整性的完整设计
• ‌PCB布局‌：顶层/底层布局图和3D视图
• ‌BOM清单‌：详细物料清单，含器件参数和供应商信息

‌关键器件选择建议‌：

• 隔离变压器：CMP-0030614-1(定制型号)
• LDO：TPS73701(单路)、TPS76701(双路)
• ESD保护：TPD2E2U06(超低电容)

七、应用注意事项

1. ‌安全规范‌：
   • 评估模块仅用于参数性能评估，不适用于隔离电压测试
   • 所有电源和数字I/O电压必须保持在0-5.5V范围内
2. ‌信号完整性‌：
   • 全速模式(12Mbps)需严格控制差分对长度匹配
   • 建议使用阻抗匹配的测试探头
3. ‌电源设计‌：
   • 隔离电源需满足系统功率需求
   • 注意LDO的散热设计，特别是大电流应用