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ADUM4160 Full/Low Speed USB Digital Isolator

Manchmal möchte oder muss man USB galvanisch trennen. Normalerweise ist das eine sehr aufwändige Geschichte, aber es gibt einen Baustein von Analog Devices (ja, ich liebe euch und auch eure Einkaufstaschen!), der dies ohne viel Zusatzbeschaltung erledigt. Leider nur für bis zu 12 Mbit/s (USB-Fullspeed), aber das reicht für sehr viele Anwendungen aus. Webcams und USB-Festplatten müssen ja nicht unbedingt galvanisch getrennt betrieben werden.

Eingang ist die USB-B Buchse links, die USB-A Buchse rechts ist galvanisch getrennt und durch den DC-DC Wandler auf der Rückseite können noch bis zu 100mA bei 5V an die angeschlossene Schaltung geliefert werden. Ja, das Foto ist nicht sehr hübsch, aber die Schaltung ist jetzt eingegossen und das sieht ziemlich unspektakulär aus…

Datenblatt unter http://www.analog.com/en/interface/digital-isolators/adum4160/products/product.html und die Circuits Library (Sehr empfehlenswert!) von Analog hat auch ein paar fertige Schaltpläne für und mit diesem Chip. Daher spare ich mir hier nähere Ausführungen. Man sollte nur auf eine ausreichende Isolationsstrecke unter dem IC achten.

Für geringe Leistungen kann man einen der galvanisch getrennten isoPower DC-DC Konverter von Analog Devices nehmen, was ich auch getan habe (ADUM5000). Sehr kompakt, aber dafür leider mit einem lausigen Wirkungsgrad (< 33%). Der arme Regenwald…

Beide Bausteine basieren übrigens auf der faszinierenden iCoupler®-Technologie mit MEMS-Spulen mit ca. 0,5mm Durchmesser. MEMS steht für Micro-Electro-Mechanical Systems und bezeichnet vereinfacht gesagt mit Prozessen der IC-Herstellung gefertigte (sehr sehr kleine) mechanische Bauteile.

Näheres dazu auf http://www.analog.com/en/interface/digital-isolators/products/CU_over_iCoupler_Digital_Isolation/fca.html

sowie http://www.analog.com/en/interface/digital-isolators/products/overview/CU_over_isoPower_Isolated_dc-to-dc_Power/resources/fca.html?ref=ASC1633

Letzteres ist ein nicht ganz fairer Vergleich, da es wesentlich kompaktere DC-DC Konvertermodule als die gezeigte Lösung gibt. Diese haben allerdings auch keinen besonders guten Wirkungsgrad.

Diese Schaltung zur galvanischen Trennung von USB wird zwar recht selten gebraucht, ist aber eben in gewissen Situationen unendlich praktisch bzw. ermöglicht erst einige Messungen und Test.

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