ISL54226IRTZEVAL1Z评估板使用指南

在电子设计领域，评估板是我们工程师测试和验证芯片性能的重要工具。今天就来详细聊聊 ISL54226IRTZEVAL1Z 评估板，它主要用于评估 ISL54226 USB 开关 IC，能让我们快速、轻松地了解该芯片的各项特性。

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评估板概述

功能用途

ISL54226IRTZEVAL1Z 评估板为评估 ISL54226 USB 开关 IC 提供了便捷的方法。ISL54226 是一款独特的 IC，要想正确使用评估板，我们需要深入了解该 IC 的工作原理。查看 ISL54226 数据手册是个不错的办法，特别是其中的真值表和引脚图，能让我们快速掌握芯片的工作方式。

外观与组件

评估板上焊接了 ISL54226 TDFN IC（位于板中央，标记为 U1），还配备了 USB 连接器、香蕉插孔和拨动开关。这些组件方便我们与 IC 进行交互，从而评估其功能、特性和性能。例如，在评估板正确供电并按图 2 配置后，我们可以通过拨动开关 S1 控制 OE/ALM 逻辑引脚，实现 USB 设备与 USB 主机（计算机）的连接和断开。

评估板特性

标准接口

评估板具备标准的 USB 连接器，方便与计算机和 USB 设备连接；还有香蕉插孔，用于电源、接地和逻辑输入/输出连接。

便捷控制

拨动开关可轻松控制 OE/ALM 逻辑引脚，同时板上设有方便的测试点和连接，便于连接测试设备。

评估板架构与布局

基本布局

• 电源与接地：电源和接地连接位于板顶部的香蕉插孔（J1 和 J2）。
• 逻辑输入：OE/ALM 逻辑输入连接在板左上角的香蕉插孔 J3 处，也可通过拨动开关 S1 控制，但使用开关时需安装跳线 JP2；若通过香蕉插孔 J3 控制逻辑，则不能安装 JP2 跳线。
• 逻辑输出：INT 逻辑输出连接在板右上角的香蕉插孔 J4 处。
• USB 连接：与上游主机控制器（计算机）的 USB 连接通过板左侧的 USB 连接器 J6 实现；与下游 USB 设备的连接则通过板右侧的 USB 连接器 J5 完成。
• IC 位置：ISL54226 IC（U1）位于板中央，评估板上有 Pin 1 指示点，安装 IC 时需将其与 IC 的 Pin 1 指示点对齐。

IC 电源供应

通过香蕉插孔 J1（VDD）和 J2（GND）连接直流电源为 ISL54226 IC 供电。IC 正常工作需要 2.7VDC 至 5.25VDC 的电源，且电源应能提供 100µA 的电流。

逻辑控制

ISL54226 设备的状态由 OE/ALM 引脚的电压决定。我们可以通过香蕉插孔 J3（OE/ALM）或拨动开关 S1 访问该引脚。使用拨动开关控制逻辑时，需在 JP2 处安装跳线；若要通过香蕉插孔控制逻辑，则移除跳线。

OE/ALM 引脚是开漏连接，需要通过一个 100kΩ 的上拉电阻连接到 VDD 以拉高电平。微处理器可以将该引脚拉低来打开所有开关，也可以监测该引脚在芯片进入过压状态时是否变为低电平。评估板上有一个 100kΩ 的上拉电阻，通过在 JP1 处安装跳线可将其连接到 OE/ALM 引脚。

当 OE/ALM 引脚被拉低（接地）且信号电压在 0V 至 3.6V 范围内时，SPST 开关将关闭，USB 主机控制器（计算机）与 USB 设备断开连接，数据无法传输；当 OE/ALM 引脚被拉高（连接到 VDD）且信号电压在 0V 至 3.6V 范围内时，高速（HS）开关将打开，计算机与 USB 设备之间可以传输数据。

若开关主机（计算机端）的信号电压大于 3.8V（典型值）或小于 -0.45V（典型值），ISL54226 IC 将关闭开关，并将 OE/ALM 引脚内部拉低。

INT 输出

通过香蕉插孔 J4（INT）可访问 ISL54226 的 INT 引脚。在正常 USB 传输和过压保护（OVP）状态下，该引脚输出高电平；当 COM 引脚连接在一起且 OE/ALM 引脚为低电平时，芯片内部将该引脚拉低。该引脚的作用是供微处理器监测，以判断充电器是否已连接到 USB 端口。

USB 连接

评估板上有一个标记为“USB TO HOST”的 B 型 USB 插座（J6），位于板右侧，需使用标准 USB 电缆将其连接到上游 USB 主机控制器（通常是 PC 或集线器）；还有一个标记为“USB TO DEVICE”的 A 型 USB 插座（J5），也在板右侧，USB 设备可直接插入该插座或通过标准 USB 电缆连接。USB 开关是双向的，允许主机（计算机）和下游 USB 设备双向收发数据。

高速开关

两个 SPST 开关是双向开关，在 VDD 电源电压为 2.7V 至 5.25V 时，能通过最高 3.6V 的信号。当使用 2.7V 电源供电时，在 0V 至 400mV 的信号范围内，开关的标称导通电阻 (r_{ON}) 为 3.5Ω，导通电阻平整度为 0.26Ω，SPST 开关之间的导通电阻匹配度仅为 0.2Ω，可确保开关对 USB 高速信号转换的影响最小。随着信号电平的增加，开关电阻也会增加，在信号电平为 3.3V 时，开关电阻标称值为 6.8Ω。

这些开关专门设计用于通过 USB 2.0 高速（480Mbps）差分信号，通常在 0V 至 400mV 范围内，具有低电容和高带宽，能以最小的边缘和相位失真通过 USB 高速信号，满足 USB 2.0 高速信号质量规范。同时，它们也能以最小的失真通过 USB 全速信号（12Mbps），满足 USB 2.0 全速信令的所有要求。

SPST 开关的正常工作信号范围为 0V 至 3.6V，正常运行时，信号电压不应超过该范围，也不应低于地电压超过 -0.3V。若出现正电压大于 3.8V（典型值）至 5.25V（如 USB 5V VBUS 电压）短路到 COM+ 和 COM - 引脚之一或两者，或负电压小于 -0.5V（典型值）至 -5V 短路到 COM 引脚之一或两者的情况，ISL54226 具有 OVP 电路，可检测过压情况并打开 SPST 开关，防止连接在信号引脚（D+ 和 D -）上的 USB 下游收发器受损。

OVP 和断电保护电路允许 COM 引脚（COM -、COM +）在 VDD 电源电压为 0V 至 5.25V 时被驱动至 5.25V。在此情况下，芯片的 (I{COMx}) 和 (I{DD}) 电流小于 100，不会对 IC 造成压力，同时 SPST 开关关闭，故障电压与开关另一侧隔离。每当芯片检测到过压情况时，OE/ALM 引脚会内部拉低，我们可以监测该引脚的低电平来判断是否发生过压情况。

评估板组件定义

评估板上各个组件及其功能如下表所示：	DESIGNATOR	DESCRIPTION
U1	ISL54226IRTZ IC
J6	“B” type USB Receptacle
J5	“A” type USB Receptacle
J1	VDD Positive Connection
J2	VDD Negative Connection
J3	OE/ALM Logic Control
J4	INT Logic Output
S1	OE/ALM Toggle Switch
JP4, JP5	D -/D+ Differential Probe Connection
JP1	Connects 100kΩ Pullup from OE/ALM Pin to VDD
JP2	Toggle Switch S1 (OE/ALM) Jumper
JP3	INT Output Load Jumper

使用评估板

所需设备

• +2.7V 至 +5.25V 直流电源
• 一个高速 USB 设备（如 USB 记忆棒、MP3 播放器等）
• 带有 2.0 高速 USB 端口的计算机
• 标准 USB 电缆

初始设置步骤

1. 在 JP1 和 JP2 处安装跳线，这样可以使用 S1 开关对 OE/ALM 进行逻辑控制，并将 100kΩ 上拉电阻从 OE/ALM 连接到 VDD。
2. 将评估板通过 J1（VDD）和 J2（GND）连接到直流电源，J1 接正极，J2 接负极，电源应能提供 2.7V 至 5.25V 的电压和 100µA 的电流，将电源电压设置为 3.3V。
3. 将高速 USB 设备连接到 USB 连接器 J5（USB TO DEVICE），该连接器位于评估板右侧。
4. 将拨动开关 S1 置于向下位置，将 OE/ALM 控制引脚拉低，打开 ISL54226 SPST 开关。
5. 使用 USB 电缆将主机（PC 计算机）连接到 USB “B” 型插座 J6（USB TO HOST）。

高速操作

1. 将拨动开关 S1 置于向上位置，向 OE/ALM 引脚施加逻辑高电平。
2. 此时，计算机和连接在 J5 处的 USB 设备之间应能收发数据。
3. 若要断开 USB 设备与计算机的连接，将拨动开关 S1 置于向下位置，使 OE/ALM 引脚变为低电平。

测试点

评估板上有多个测试点，方便我们连接探头进行测量，具体如下表所示：	DESIGNATOR	DESCRIPTION
TP1	VDD Test Point
TP2	Ground Test Point
TP3	OE /ALM Test Point
TP4	INT Test Point
TP5	VBUS Test Point
JP4	D -/D+ Differential Probe Connection - COM Side of Switch
JP5	D -/D+ Differential Probe Connection - USB Device Side of Switch

我们可以通过在 JP5 处连接差分探头，在示波器或其他测试设备上观察 USB 设备侧的 D - 和 D + 信号；通过在 JP4 处连接差分探头，观察开关 COM 侧的 D - 和 D + 信号。

注意事项

在使用该评估板和 ISL54226 芯片时，我们需要注意以下几点：

1. 文档中关于电路、软件和其他相关信息仅用于说明半导体产品的操作和应用示例，我们要对在产品或系统设计中使用这些电路、软件和信息负责，瑞萨电子对因使用这些内容导致的损失和损害不承担任何责任。
2. 瑞萨电子明确声明，对于因使用其产品或技术信息而涉及的第三方专利、版权或其他知识产权侵权或其他索赔不承担任何保证和责任。
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以上就是关于 ISL54226IRTZEVAL1Z 评估板的详细介绍，希望对大家的设计工作有所帮助。你在使用这款评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。