USB-4G6K
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USB隔離器使用說明書

型號:USB-4G3K和USB-4G6K

德陽四星電子技術有限公司

    USB(Universal Serial Port,通用串行總線)總線是目前計算機上應用最廣泛和最方便的新型接口,USB因其容易使用、高速,與其它接口相比具有顯著的優勢。但USB接口一開始并不是為工業應用而設計的,應用到工業自動化控制、數據采集等領域特別是對于安全要求很高的煤礦、化工、醫療等行業時,也存在干擾和不安全的潛在危險,甚至會導致災難性的后果。而USB隔離措施是消除這種潛在危險的方法,USB的電氣隔離,能有效的消除總線上瞬態電壓或地電位差,避免在靜電、閃電、電源浪涌和地線環流的時候損害計算機或設備并導致數據不正確,以及保證煤礦井下危險場所設備與外界的安全隔離,醫療應用中人體的安全性等。

    工業自動控制系統、數據采集系統等是通過USB接口將數據傳輸到計算機,進行數據處理和控制,但這些工業設備往往工作在惡劣的現場環境中,容易受到各種大電流、高電壓的或雷擊的影響。如果接口沒有隔離功能,現場的高壓、大電流浪涌很容易通過接口線路傳輸到計算機,從而對其造成損壞,造成系統癱瘓或現場失控。對于安全防爆要求很高的煤礦井下設備,與井上設備進行數據傳輸時必須進行電氣隔離并須達到相應的隔離電壓等級已成為各個國家的強制標準。對醫療設備來說,人體的安全性是最重要和首要的考慮,但一些醫療設備通過USB接口與計算機連接,在對人體采集數據或治療過程中,需要與人體直接有電氣上的接觸,而要避免可能從計算機通過設備和接口線路傳導到人體的高電壓造成電擊,接口線路的電氣隔離就成其為重要防護措施之一。

    四星電子自主研發的USB隔離器采用新型接口電路和高速隔離器件,直接對USB接口進行物理電氣隔離,并保證隔離后的信號仍然符合USB2.0規范。

    為滿足不同行業應用的要求,四星電子的USB隔離產品分為二種類型:隔離電壓為3000VDC的型號為USB-4G3K;隔離電壓為6000VDC的型號為USB-4G6K。這二種型號的產品除隔離電壓不同外,其它特性完全相同,經隔離后的下游USB端口均具有4個USB接口,用戶還可在下游端口接入USB HUB以實現對多個下游設備的隔離。

主要技術參數:                                                               

●    上下游端口之間隔離電壓:3000VDC(型號:USB-4G3K);6000VDC(型號:USB-4G6K)

●    一個上游USB接口,4個下游USB接口

●    支持12Mbps全速USB傳輸和1.5Mbps低速USB傳輸,兼容USB V2.0

●    自動識別USB高速High-Speed和全速Full-Speed或者USB低速Low-Speed

●    支持USB控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸、同步/等時傳輸

●     供電電源:取自電腦主機USB口

●     隔離后的下游USB端口輸出隔離電源:5VDC @ 350mA(4個下游端口輸出最大總電流)

●    上下游USB端口均帶有浪涌保護器

●    工作溫度:-40~+85℃

●    相對濕度:0~95%(不冷凝)

●    外形尺寸:70×37×61(長×寬×高,毫米)鋁型材屏蔽外殼

●    重量:160克

USB隔離器的安裝和使用:                                                       

    將USB隔離器的上游USB電纜插頭插入電腦主機的USB接口,由電腦的USB口為其供電,下游是4個經過隔離的USB口,總共可提供隔離的5VDC @ 350mA電流輸出,完全可滿足多數USB設備的供電需求。

    下圖是USB隔離器的外形圖。

使用USB隔離器連接耗電較大的USB設備的方法:                                

    電腦主機USB口輸出的5VDC電源經USB隔離器隔離后可提供的最大電流為350mA,可滿足大多數USB設備的供電需求。但對于象USB硬盤、USB光驅這類耗電很大(一般為5VDC,2A)并且靠USB口供電的設備,也許無法提供足夠的電能使其正常工作,這時需在USB隔離器的下游USB插座上插上一個市售的帶外接電源的USB HUB,再將設備插到USB HUB上,利用HUB的外接電源來供電即可。

    同樣的,如果下游端口帶負載過大時將使隔離器輸出的5VDC電源電壓降低,從而可能造成USB設備工作不可靠。這時也需在USB隔離器的下游USB插座上插上一個市售的帶外接電源的USB HUB,再將設備插到USB HUB上,利用HUB的外接電源來供電即可。

常見問題解答:                                                               

1、 什么是高速USB設備?全速USB設備?低速USB設備?

答:高速USB設備以480M速率傳輸數據,常見的如U盤、USB硬盤、USB光驅等。

    全速USB設備以12M速率傳輸數據,常見的如USB打印機、掃描儀、工控設備等。

    低速USB設備以1.5M速率傳輸數據,如USB鼠標、讀卡器、USB鍵盤等。

2、 為什么高速USB設備如U盤、USB硬盤的經過USB隔離器后,讀寫文件的速度降低了?

答:高速USB設備(480M)接入USB隔離器后將自動降速為全速(12M)運行,所以速度就沒有直接插入電腦主機的USB口時速度(480M)快,目前還無法解決高達480M速度的信號隔離問題,有的廠家聲稱USB高速隔離,實際上也是自動降為全速運行。

3、 為什么使用USB隔離器后,象USB打印機、U盤、工控設備、USB鼠標鍵盤等設備工作正常,而USB硬盤卻不能工作?

答:這是因為前者耗電較小或并不靠USB總線供電,隔離器的輸出電源電流完全可滿足設備的供電需求。而USB硬盤、USB光驅之類的設備是靠USB口供電的高耗電的設備,如USB光驅需要2A的電流,隔離后的電源無法提供如此高的電流。解決辦法是在USB隔離器的下游端口插上一個市售的帶外接電源的USB HUB,再將USB硬盤、USB光驅之類的設備插到HUB上,用HUB的外接電源來供電即可。

4、 是否允許帶電插拔?

答:四星電子USB隔離器是完全允許帶電插拔的工業設計,并且在上下游USB端口上均設計有浪涌保護器。

USB隔離器包裝盒內包含以下物品:

    USB隔離器1只

    產品使用說明書1份

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