Texas Instruments ISOUSB111DWEVM中继器评估模块 (EVM) 用于评估高性能5000VRMS增强型隔离式 USB中继器，采用16引脚DW SOIC封装。该评估模块具有足够的测试点和跳线选项，支持采用最少外部元件来评估相应器件。该评估模块让用户可以在将器件集成到用户设计中之前，对Texas Instruments ISOUSB111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连接器、标准直流适配器，该评估模块包括一个变压器驱动器 (SN6501)、一个变压器和三个可调输出LDO（TPS76701和TPS73701）。

数据手册：*附件：Texas Instruments ISOUSB111DWEVM中继器评估模块数据手册.pdf

特性

• 高性能5000VRMS增强型隔离式USB 2.0中继器评估模块
• 支持全速/低速
• 该评估模块经过测试，包含用于评估器件ISOUSB111的配置

测试设置

ISOUSB111DWEVM评估模块技术解析与应用指南

摘要

ISOUSB111DWEVM是德州仪器(Texas Instruments)推出的一款全速/低速隔离USB中继器评估模块，专为工程师快速评估ISOUSB111隔离USB中继器性能而设计。该模块支持ISOUSB111在16引脚宽体SOIC封装(DW-16)中的完整功能评估，为隔离USB系统的开发提供了便捷的测试平台。

一、模块概述

ISOUSB111DWEVM评估模块核心器件ISOUSB111是一款符合USB 2.0标准的全速/低速隔离中继器，具有以下关键特性：

• 支持1.5Mbps(低速)和12Mbps(全速)信号速率
• 自动速度和连接检测功能
• 反射上拉/下拉电阻
• 支持链路电源管理
• 自动角色反转功能(当上游端口检测到新连接时，自动交换上下游端口定义)

该设备采用二氧化硅(SiO2)绝缘屏障，具有5700 VRMS的耐受电压和1060 VRMS的工作电压，-40°C至+125°C的宽工作温度范围，提供标准宽体SOIC-16(DW)和更小的SOIC-16(DWV)两种封装选项。

二、模块硬件设计

1. 电源架构

评估模块设计了灵活的电源配置方案：

• 包含变压器驱动器(SN6501)、变压器(CMP-0030614-1)和三个可调输出LDO(TPS76701和TPS73701)
• 可通过跳线选择使用外部LDO或器件内部LDO为3.3V电源供电
• 支持多种电源输入方式：稳压电源、标准USB 2.0接口、标准DC适配器

2. 关键配置选项

模块通过电阻配置支持多种测试模式，主要配置选项包括：

• ‌R7/R8‌：控制U4 LDO使能状态
• ‌R9‌：连接VBUS1至USB Type-B接口VBUS(5V)
• ‌R10/R11‌：连接U4 LDO至VBUS1和V3P3V1引脚(3.3V)
• ‌R12/R13‌：控制U5 LDO使能状态
• ‌R14‌：连接VBUS2至U3 LDO输出(5V)
• ‌R15/R16‌：连接U5 LDO至VBUS2和V3P3V2引脚(3.3V)

3. 接口设计

评估模块提供完整的接口支持：

• 上游和下游USB 2.0 Type-B接口
• 多个测试点(TP1-TP13)便于信号测量
• 标准2.54mm排针接口用于配置和控制

三、典型应用场景

1. 医疗设备USB隔离

在医疗设备中，ISOUSB111DWEVM可用于评估USB接口的隔离性能，确保患者连接部分与主机系统的安全隔离，满足医疗电气设备安全标准。

2. 工业控制系统

在工业环境中，模块可评估USB通信在电气噪声环境下的可靠性，防止地环路干扰和瞬态电压损害敏感设备。

3. 测试测量设备

用于评估USB隔离在测试测量设备中的应用，保证测试信号的完整性，同时保护主机设备免受被测设备潜在故障的影响。

四、评估设置指南

1. 基本测试配置

1. 使用USB 2.0 Type-B连接器连接主机和设备
2. 通过J10跳线选择电源模式：
   • 引脚2-1：使能U3 LDO(5V输出)
   • 引脚2-3：禁用U3 LDO(使用外部5V电源)
3. 根据测试需求配置电阻网络(参考表4-1)

2. 性能评估要点

• ‌数据传输速率‌：验证全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)模式下的稳定通信
• ‌电流消耗‌：测量不同工作模式下的功耗特性
• ‌隔离特性‌：评估信号完整性保持能力(需注意模块不支持隔离电压测试)

五、设计参考

1. 原理图设计

评估模块采用紧凑的布局设计，ISOUSB111位于电路中心位置，周边布置必要的去耦电容和配置元件。电源部分采用模块化设计，便于不同配置测试。

2. PCB布局建议

• 采用4层板设计，保证良好的电源和地平面
• 隔离屏障两侧保持足够的爬电距离
• 信号走线阻抗控制以减少反射
• 关键电源引脚就近布置去耦电容

六、注意事项

1. ‌安全警告‌：该评估模块仅用于隔离器参数性能评估，不适用于隔离电压测试。为防止损坏EVM，任何作为电源或数字输入/输出应用的电压必须保持在0V至5.5V的建议工作范围内。
2. ‌参数限制‌：某些数据手册规格(如最大数据速率、传播延迟等时序规格)需要不同于ISOUSB111DWEVM的测试设置配置，无法直接通过EVM验证。
3. ‌热管理‌：在高环境温度下连续工作时，需监控器件温度，确保不超过额定范围。