工业 USB 2.0 隔离器：ULI - 421 系列深度解析

在工业环境中，电子设备常常面临复杂的电磁干扰、静电放电等问题，这对设备的数据传输和稳定性提出了极高的要求。ULI - 421 系列工业 USB 2.0 隔离器，凭借其出色的性能和多样化的功能，为工业应用提供了可靠的解决方案。

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一、产品概述

ULI - 421 系列包括 ULI - 421CL、ULI - 421C 和 ULI - 422C 等型号，适用于各种工业场景。这些隔离器符合重型工业 EMC 标准，能在恶劣的电气环境中稳定工作，例如靠近变频器、电机控制中心、焊接设备等大负载设备的地方。

二、产品特性

（一）隔离与保护

1. 电气隔离：提供 4 kV 的隔离保护，有效防止上游和下游端口之间的接地环路、浪涌和尖峰对设备和数据的损害。
2. ESD 保护：具备 15 kV 空气和 8 kV 接触的 ESD 防护能力，增强设备在静电环境中的可靠性。

（二）数据传输

1. 高速传输：支持 12 Mbps 的全速率传输，部分型号还可根据需求选择 1.5 Mbps 的速率。
2. 兼容性：兼容 USB 1.1 或 2.0 标准，可适配不同的设备和系统。

（三）连接设计

1. 高保持力连接器：采用高保持力的 USB 连接器端口，能牢固地固定标准 USB 电缆，在高振动环境下也能保持稳定连接，需高达 1.45kg（3.2lb）的力才能断开。
2. 端口配置：有单端口和双端口两种型号可供选择，满足不同的应用需求。

（四）供电方式

1. 灵活供电：部分型号可通过 USB 总线供电，部分则需要外部电源，用户可根据实际情况进行选择。
2. 下游供电：下游端口可为连接的 USB 设备提供 500 mA 的电源。

（五）安装方式

提供面板、DIN 导轨或直连式安装方式，方便用户根据现场环境进行灵活安装。

三、详细规格

（一）USB 技术

型号	上游端口	下游端口	数据速率	标准
ULI - 421CL	(1) Type B 母头，高保持力	(1) Type A 母头，高保持力	12 Mbps	2.0, 1.1
ULI - 421C	(1) Type A 母头，高保持力	1.5 Mbps, 12 Mbps
ULI - 422C	(2) Type A 母头，高保持力	1.5 Mbps, 12 Mbps

（二）隔离与 ESD 保护

型号	光隔离	ESD 保护
ULI - 421CL	4 kV（上游到下游）	15 kV 空气，8 kV 接触
ULI - 421C
ULI - 422C

（三）供电

型号	电源来源	输入电压	连接器	功耗	下游每端口供电
ULI - 421CL	USB 总线	5 Vdc	–	–	最高 100mA（上游 500mA 全功率连接时）
ULI - 421C	外部 PSU（必需）	10 - 30 Vdc	螺纹桶形插孔，中心 +	4 W	500 mA
ULI - 422C				7 W

（四）环境参数

型号	工作温度	存储温度	湿度
ULI - 421CL	- 40 至 + 80 °C	- 40 至 + 85 °C	0 至 + 95%，无冷凝
ULI - 421C	0 至 + 50 °C
ULI - 422C

注：ULI - 421C 和 ULI - 422C 因内置电源供应单元，温度范围受限，无 PSU 时，温度范围为 - 40 至 85 °C。

（五）机械参数

型号	外壳	安装方式	尺寸（mm）	重量（gm）	USB 电缆
ULI - 421CL	IP30，塑料	直连式	43.2 x 50.8 x 20.3	22.7	包含，0.9 m
ULI - 421C、ULI - 422C		面板、DIN 导轨	79 x 54 x 27	80	包含，1.8 m

（六）平均无故障工作时间（MTBF）

型号	小时
ULI - 421CL	1049851
ULI - 421C	375842
ULI - 422C	353807

（七）认证与合规

型号	认证	CE 指令	CE 标准	其他标准
ULI - 421CL	FCC Class A, CISPR 32, CE, KCC MSIP ID#: MSIP - REI - AAD - BB - UH401	2014/30/EU – 电磁兼容性指令 2011/65/EU 经 2015/863/修订	EMC: EN 55032 + AC, Class A – 信息技术设备 EN 61000 - 6 - 4 – （重型）工业环境通用排放标准 EN61000 - 6 - 2 （重型）工业环境通用抗扰度标准
ULI - 421C	FCC, CE, KCC R(MSIP) ID#: MSIP - REM - AK0 - UHR401 (Models BB - UHR - 401, BB - UHR402)	EU – 有害物质限制指令 (RoHS)	EMC: EN 55032 Class B – 多媒体设备电磁兼容性 - 排放要求	IEC60068 - 2 - 27 – （冲击）50G 峰值，11 ms，3 轴 IEC60068 - 2 - 6 – （振动）4G，140 - 500 Hz，3 轴 IEC60068 - 2 - 32 – （跌落）从侧面、角落、边缘跌落 10 次
ULI - 422C		2012/19/EU – 废弃电气电子设备指令 (WEEE)	EN 55024 – 信息技术设备 – 抗扰度特性 – 测量限值和方法 EN 61000 - 6 - 4 +A1 – 工业环境通用排放标准 EN 61000 - 6 - 2 – 工业环境通用抗扰度标准

四、选型指南

在选择 ULI - 421 系列隔离器时，可根据以下因素进行考虑：

1. 端口数量：如果只需要连接一个 USB 设备，可选择 ULI - 421CL 或 ULI - 421C；如果需要连接两个设备，则选择 ULI - 422C。
2. 供电方式：如果现场有 USB 总线电源，可选择 ULI - 421CL；如果需要更稳定的外部电源，则选择 ULI - 421C 或 ULI - 422C。
3. 工作环境：如果工作环境温度范围较宽，且对 ESD 防护要求较高，ULI - 421CL 是不错的选择；如果对设备的抗冲击和振动性能有要求，可考虑 ULI - 421C 或 ULI - 422C。

ULI - 421 系列工业 USB 2.0 隔离器以其全面的性能和多样化的功能，为工业设备的数据传输提供了可靠的保障。电子工程师在设计工业系统时，可以根据具体需求选择合适的型号，以提高系统的稳定性和可靠性。大家在实际应用中有没有遇到过类似隔离器的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。