概要

ADuM31601 は、アナログ・デバイセズ社の iCouple 技術に基づく USB ポート・アイソレータです。高速CMOSとモノリシック・エア・コア・トランス技術を組み合わせたこのアイソレーション・コンポーネントは、卓越した性能特性を提供し、低速およびフルスピードのUSB対応周辺機器と容易に統合できます。多くのマイクロコントローラーは、D+ラインとD-ラインのみを外部ピンに接続するようにUSBを実装しています。これは多くの場合、外付け部品を最小限に抑え、設計を簡素化できるため望ましいのですが、絶縁が必要な場合には特に課題となります。USB ラインはアクティブに D+/D-を駆動するのと外部抵抗にバスの状 態を設定させるのとを切り替えなければならないので、ADuM3160 はデータ・フローの方向を検出し、出力バッ ファーの状態を制御するメカニズムを提供します。データ方向はパケット毎に決定されます。ADuM3160 はエッジ検出に基づく iCoupler 技術を内部ロジックと組み合わせて使用し、トランスペアレントで 容易に設定できるアップストリームに面したポート・アイソレータを 実装します。アップストリーム・ポートをアイソレーショ ンすることにより、簡単さ、パワー・マネージメント、そしてロバスト な動作においていくつかの利点が得られます。アイソレータの伝搬遅延は、標準的なハブとケーブルに匹敵する。これは、どちらか一方のバス電圧が 4.5 V ～ 5.5 V の範囲で動作し、内部で電圧を信号レベルに調整することにより、 VBUSx に直接接続することができます。ADuM3160 はペリフェラルが接続タイミングを制御できるようにプルアッ プ抵抗を絶縁制御します。このデバイスは十分低いアイドル電流を消費するので、サスペンド状 態は必要ありません。5 kV、強化絶縁バージョンの ADuM4160 も入手可能です。

 

特徴

USB 2.0対応

低速およびフルスピードのデータレート：1.5 Mbpsおよび12 Mbps

双方向通信

4.5 V～5.5 V VBUS動作

1.5 Mbpsで最大7 mAの上流供給電流

12 Mbps時の上流最大供給電流8 mA

2.3 mA 最大上流アイドル電流

上流短絡保護

ANSI/ESD STM5.1-2007によるクラス3A接触ESD性能

高温動作105°C

高いコモンモード過渡耐性：>25 kV/μs 以上

16ピンSOICワイドボディパッケージ

RoHS対応

自動車用途に適合

安全性と規制当局の承認

UL認証：UL 1577に従い、2500 V rms、1分間

CSA コンポーネント許容通知 #5A IEC 60950-1: 600 V rms (基本)

VDE適合証明書

DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12 VIORM = 560 V ピーク

 

アプリケーション

USB周辺機器の絶縁

絶縁型USBハブ

 

アプリケーション情報

機能説明

D+/D- ラインの USB 絶縁は、いくつかの理由で困難である。第一に、トランシーバを制御するためには通常、出力イネーブル信号へのアクセスが必要です。データ・ストリームを解釈し、アップストリームとダウンストリームの出力バッファをいつイネーブルにし、いつディセーブルにするかを決定するために、ある程度のインテリジェンスをアイソレータに組み込む必要があります。第二に、正確なタイミングを保持し、無効なSE0やSE1のような過渡状態を通過させないようにしながら、カプラの出力側で信号を忠実に再構成しなければならない。さらに、この部品はサスペンド・モードの低消費電力要件を満たさなければならない。iCoupler技術はエッジ検出をベースとしているため、USBアプリケーションに適しています。デバイスを介したデータの流れは、入力のアクティビティを監視し、アイドル状態からの遷移に基づいてデータ転送の方向を設定することで実現される。データの方向性が確立された後、パケット終了（EOP）または十分長いアイドル状態のいずれかが発生するまでデータが転送されます。この時点で、カプラは出力バッファを無効にし、次のアクティビティのために入力を監視する。データ転送中、カプラの入力側は出力バッファをディセーブルに保持する。出力側は出力バッファを有効にし、入力バッファからのエッジ検出を無効にする。これにより、データはカプラを折り返すことなく一方向に流れ、iCouplerがラッチされる。タイミングは差動入力信号の遷移に基づいている。差動バッファとシングルエンド・バッファの入力スレッショルドの違いによるアーティファクトを排除するためのロジックが含まれています。入力状態は、3つの有効な状態（J、K、SE0）のうちの1つとして、絶縁バリアを越えて転送される。信号は、入力側の差動入力から一定の時間遅延で出力側に再構成されます。iCoupler には特別なサスペンド・モードはありませんし、USB バス がアイドル状態の時の電源電流はサスペンド電流制限値 2.5 mA を下回るので、サスペンド・モ ードは必要ありません。ADuM3160 は D+/D- ラインを分離することにより、アップストリーム向 け低速/全速 USB ポートとインターフェースするように設計さ れています。従って、速度関連パラメータ、J/K ロジッ クレベル、D+/D- スルー・レートはアップストリームに面した 周辺ポートの速度に一致するように設定されます。これにより、アップストリームポートが USB バス に接続するタイミングをダウンストリームポートが制御することができま す。PIN 入力を 3.3 V 制御ロジック信号又は VDD2 レールに接続する事ができます。