LTM2894 - 絶縁型USBデータ・トランシーバ - …...L2894 1 2894 詳細：標準的応用例特長概要絶縁型USBデータ・トランシーバ LTM®2894は、電気的に絶縁さ

LTM2894

12894f

詳細： www.linear-tech.co.jp/LTM2894

標準的応用例

特長概要

絶縁型USBデータ・トランシーバ

LTM®2894は、電気的に絶縁されたUSB 2.0互換の完全なμModule®（マイクロモジュール）トランシーバです。

LTM2894は、ホスト、ハブ、バス・スプリッタ、または周辺機器アプリケーションでの絶縁に最適です。USB 2.0 Full Speed

（12Mbps）動作およびLow Speed（1.5Mbps）動作と互換性があります。速度自動選択機能により、上流のポートで組み込みのプルアップ抵抗を構成して、下流のデバイスで検出した抵抗と一致させます。

アイソレータのμModule技術により、結合インダクタを使用して、上流と下流のUSBインタフェース間で7500VRMSの絶縁および17.4mmの沿面距離を実現します。このデバイスは、絶縁されたグランド帰路、または広い同相電圧変動幅が必要なシステムに最適です。同相トランジェントが50kV/μsを超える場合にも通信が遮断されないことが保証されています。

強化されたESD保護機能により、USBトランシーバのインタフェース・ピンは、ローカル電源に対して最大±20kV（人体モデル）のESD、絶縁障壁を介した電源に対して±20kVのESD

に耐えることが可能であり、ラッチアップや損傷が発生することはありません。

絶縁型V2.0 Full Speedハブ・ポート

Full Speedデータ

アプリケーション

n 絶縁型USBトランシーバ：7500VRMS（1分間）n UL-CSA規格認定取得中n 強化された絶縁n USB 2.0 Full SpeedおよびLow Speed互換n バス速度の自動構成n VBUSおよびVBUS2の動作範囲：4.4V～36Vn 3.3V LDO出力電源信号リファレンスVLOおよびVLO2n 同相トランジェント耐性：50kV/μsn USBインタフェース・ピンでのESD（人体モデル）：±20kVn 最大連続使用電圧：1414VPEAK n 沿面距離：17.4mmn 22mm×6.25mmの表面実装型BGAパッケージ

n 絶縁型USBインタフェースn ホスト、ハブ、またはデバイスの絶縁n 産業用 /医療用データ収集

L、LT、LTC、LTM、Linear Technology、LinearのロゴおよびμModuleはリニアテクノロジー社の登録商標です。その他全ての商標の所有権は、それぞれの所有者に帰属します。

2894 TA01

VLO

LTM2894

5VISO

ON

5V3.3V

VBUS VBUS2

D1+

D1–

ON2

VLO2

D2+

USB PORT

120µF

D2–

GND2GND15k 15k

HUBµC

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

500ns/DIV

D2+

0.5V/DIV

D2–

0.5V/DIV

2894 TA01b

http://www.linear-tech.co.jp/LTM2894


LTM2894

22894f


ピン配置絶対最大定格

電源電圧 VBUS - GND間 ....................................................–0.3V～45V VBUS2 - GND2間 ................................................–0.3V～45V

VLO - GND間 .............................................................–0.3V～4VVLO2 - GND2間 .........................................................–0.3V～4VON - GND間 ............................................ –0.3V～（VLO＋0.3V）ON2 - GND2 ..............................................–0.3V～（VLO2＋0.3）D1+、D1– - GND間 .................................................–0.3V～5.3VD2+、D2– - GND2間 ...............................................–0.3V～5.3V動作温度範囲

LTM2894C（Notes 1、3） ...........................................0～70°C LTM2894I（Notes 1、3） ........................................–40～85°C LTM2894H（Notes 1、3） .....................................–40～125°C

保存温度範囲........................................................–40～125°C最大内部動作温度 ...........................................................125°Cリード温度（半田付け、10秒） ..........................................260°C

（Note 1）

X

W

V

U

T

S

R

P

N

M

L

K

J

H

G

F

E

D

C

B

A

1 2 3 4 5 6

TOP VIEW

D1– D1+ ON VLO VBUSGND

D2– D2+ ON2 VLO2 VBUS2

GND

GND2

GND2

BGA PACKAGE24-LEAD (22mm × 6.25mm × 2.06mm)

TJMAX = 125°C, θJA = 49.6°C/W, θJB = 33.7°C/W, θJCTOP = 26°CW, θJCBOT = 34°C/W, WEIGHT = 0.5g

製品番号パッケージ・タイプボール仕上げ

製品マーキング* MSL レーティング温度範囲デバイス仕上げコード

LTM2894CY#PBF

BGA SAC305（RoHS） LTM2894Y e1 3

0°C to 70°CLTM2894IY#PBF –40°C to 85°CLTM2894HY#PBF –40°C to 125°C• デバイスの温度グレードは出荷時のコンテナのラベルで示してあります。• ボールの仕上げコードは IPC/JEDEC J-STD-609に準拠しています。• 端子仕上げの製品マーキングの参照先：www.linear-tech.co.jp/leadfree

• この製品では、第2面のリフローは推奨していません。詳細については、www.linear-teh.co.jp/BGA-assyをご覧ください。

• 推奨のBGA PCBアセンブリ手順および製造手順についての参照先：www.linear-tech.co.jp/BGA-assy

• BGAパッケージおよびトレイの図面の参照先： www.linear-tech.co.jp/packaging

• この製品は水分の影響を受けやすくなっています。詳細についての参照先： www.linear-tech.co.jp/BGA-assy

発注情報 http://www.linear-tech.co.jp/product/LTM2894#orderinfo


http://www.linear-tech.co.jp/designtools/leadfree/

http://www.linear-tech.co.jp/BGA-assy


http://www.linear-tech.co.jp/packaging


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LTM2894

32894f


電気的特性

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

電源VBUS Operating Supply Range (USB Bus Power Input) l 4.4 5 36 V

IBUSPOFF VBUS Supply Current Power Off ON = 0V l 1 20 µA

IBUS VBUS Supply Current Power On Figure 1, VBUS = 5V, IVLO = 0mA l 5 9 mA

IBUSSPND VBUS Supply Current Suspend Mode VBUS = 5V, USB Suspend Timeout l 1.5 2.0 mA

VBUS2 Operating Supply Range (Isolated Power Input) l 4.4 5 36 V

IBUS2POFF VBUS2 Supply Current Power Off ON2 = 0V l 1 10 µA

IBUS2 VBUS2 Supply Current Power On Figure 1, VBUS2 = 5V, IVLO2 = 0mA l 5 9 mA

IBUS2SPND VBUS2 Supply Current Suspend Mode VBUS2 = 5V, USB Suspend Timeout l 5 9 mA

VLO VLO Regulated Output Voltage Signal Reference Figure 1, IVLO = 0mA l 3.05 3.3 3.55 V

VLO Output Voltage Maximum Current Source Figure 1 l 10 mA

VLO2 VLO2 Regulated Output Voltage Signal Reference Figure 1, IVLO2 = 0mA l 3.05 3.3 3.55 V

VLO2 Output Voltage Maximum Current Source Figure 1 l 10 mA

USB入力レベル（D1+、D1–、D2+、D2–）Single-Ended Input High Voltage l 2.0 V

Single-Ended Input Low Voltage l 0.8 V

Single-Ended Input Hysteresis l 200 mV

Differential Input Sensitivity |(D1+ – D1–)| or |(D2+ – D2–)| l 0.2 V

Common Mode Voltage Range (D1+ + D1–)/2 or (D2+ + D2–)/2 l 0.8 2.5 V

ロジック入力レベル（ON、ON2）Logic Input High Voltage l 2.0 V

Logic Input Low Voltage l 0.8 V

Logic Input Current l ±1 µA

Logic Input Hysteresis 200 mV

USB出力レベル（D1+、D1–、D2+、D2–）Output Low Voltage RPU = 1.5kΩ to 3.6V, Figure 2 l 0 0.3 V

Output High Voltage RPD = 15kΩ to 0V l 2.8 3.6 V

Differential Output Signal Cross-Point Voltage l 1.3 2.0 V

終端RPU Bus Pull-Up Resistance on Upstream Facing Port D2+ or D2– Pull-Up 1.5kΩ to 3.3V l 1.425 1.575 kΩ

RPD Bus Pull-Down Resistance on Downstream Facing Port (D2+ and D2–)

D2+ and D2– Pull-Down to GND2 l 14.25 15.75 kΩ

ZDRV USB Driver Output Resistance l 28 44 Ω

USB Transceiver Pad Capacitance to GND (Note 2) 10 pF

l は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA = 25°Cでの値。VBUS = 5V、VBUS2 = 5V、GND = GND2 = 0V、ON = 3.3V、ON2 = 3.3V

スイッチング特性


低速USB

tLDR Low Speed Data Rate CL = 50pF to 450pF (Note 4) 1.5 Mbps

tLR Rise Time Figure 2, CL = 50pF to 600pF l 75 300 ns

tLF Fall Time Figure 2, CL = 50pF to 600pF l 75 300 ns



LTM2894

42894f


スイッチング特性

絶縁特性

Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに回復不可能な損傷を与える可能性がある。また、長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響を与えるおそれがある。Note 2：設計によって保証されており、テストは行われない。Note 3：このµModuleトランシーバは短時間の過負荷状態の間デバイスを保護するための過熱保護機能を備えている。過熱保護機能が動作しているとき接合部温度は125°Cを超える。規定された最大動作接合部温度を超えた動作が継続すると、デバイスの劣化または故障が生じる恐れがある。

Note 4：最大データレートは他の測定済みパラメータによって保証されており、直接にはテストされない。Note 5：デバイスは2端子のデバイスとみなされる。ピンA1からB6までを互いに短絡したピン・グループとピンW1からX6までを互いに短絡したピン・グループの間を測定。Note 6：誘電体絶縁定格電圧は連続定格電圧と解釈してはならない。Note 7：各デバイスは、7500VRMS定格に加速係数1.2を乗じた値（9000VRMS）の電圧を1秒間印加することにより、UL1577に従って保証テストが行われる。Note 8：設計によって評価されているが、製造時にはテストされない。


tLPRR,tLPFF Propagation Delay Figure 2, CL = 50pF to 600pF l 200 300 ns

Differential Jitter To Next Transition (Note 8) ±45 ns

Differential Jitter To Paired Transitions (Note 8) ±15 ns

全速USB

tFDR Full Speed Data Rate CL = 50pF (Note 4) 12 Mbps

tFR Rise Time Figure 3, CL = 50pF l 4 20 ns

tFF Fall Time Figure 3, CL = 50pF l 4 20 ns

tFPRR, tFPFF Propagation Delay Figure 3, CL = 50pF l 60 80 115 ns

Differential Jitter To Next Transition (Note 8) 2 ns

Differential Jitter To Paired Transitions (Note 8) 1 ns

一時停止Wake Up from Suspend Mode Resume Signal l 0.25 10 µs

ESD（人体モデル）（Note 8）Isolation Barrier GND to GND2 ±20 kV

D1+, D1–, D2+, D2– D1+/D1– to GND, VBUS, or VLO D2+/D2– to GND2, VBUS2, or VLO2

±20 ±20

kV kV

ON or ON2 ±4 kV


絶縁障壁：GND to GND2

VISO Rated Dielectric Insulation Voltage (Notes 6, 7) 1 Minute (Derived from 1 Second Test) 7500 VRMS

1 Second (Note 5) 9000 VRMS

Common Mode Transient Immunity (Note 2) 50 75 kV/µs

VIORM Maximum Working Insulation Voltage (Note 2) 1414 VPEAK, VDC

1000 VRMS

Partial Discharge VPR = 2650 VPEAK (Note 5) 5 pC

CTI Comparative Tracking Index IEC 60112 (Note 2) 600 VRMS

Depth of Erosion IEC 60112 (Note 2) 0.017 mm

DTI Distance Through Insulation (Note 2) 0.2 mm

Input to Output Resistance (Notes 2, 5) 1 5 TΩ

Input to Output Capacitance (Notes 2, 5) 2 pF

Creepage Distance (Notes 2, 5) 17.4 mm


規格値は、TA = 25°Cでの値。


LTM2894

52894f


TIME (ns)0

D+ , D– S

IGNA

LS (V

)

2.5

1.52.0

3.53.0

4.0

1.0

00.5

–0.5

20 4010 30 60

2894 G05

8050 70TIME (ns)

0

D+ , D– S

IGNA

LS (V

)

2.6

1.6

2.1

3.1

3.6

1.1

0.1

0.6

200 400100 300 600

2894 G06

500

標準的性能特性

Low Speed時の差動ジッタ Full Speed時のアイ・ダイアグラム Low Speed時のアイ・ダイアグラム

動作温度範囲での熱ディレーティングとVBUSまたはVBUS2 Low Speedデータ

Full Speed時の伝播遅延と温度 Low Speed時の伝播遅延と温度 Full Speed時の差動ジッタ

注記がない限り、TA = 25°C。VBUS = 5V、VBUS2 = 5V、GND = GND2 = 0V、ON = 3.3V、ON2 = 3.3V。

TEMPERATURE (°C)–50

PROP

AGAT

ION

DELA

Y (n

s)

100

95

75

90

85

80

70500 100

2894 G01

12525–25 75

CLOAD = 120pF

TEMPERATURE (°C)–50

PROP

AGAT

ION

DELA

Y (n

s)

250

240

230

220

210

200500 100

2894 G02

12525–25 75

CLOAD = 120pF

10ns/DIV

1V/DIV

2894 G03

JITTER 1.4nsP-P

D1–

D1+

D2–

D2+

50ns/DIV

1V/DIV

2894 G04

JITTER 7.5nsP-P

D1+

D1–

D2+

D2–

5µs/DIV

D2+

0.5V/DIV

D2–

0.5V/DIV

2894 G09

LIMITED BY JUNCTION TEMPERATURE RISE PER GRADEθJA = 49.6°C/W

H-GRADEI-GRADEC-GRADE

AMBIENT TEMPERATURE (°C)–60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120 140

0

5

10

15

20

25

30

35

40

VBUS

OR

VBUS

2 (V

)

2894 G08


LTM2894

62894f


ピン機能上流側

D1–（A1）：USBデータ・バスの上流方向の負側トランシーバ・ピン。D1–ピンのアイドル状態を示す場合は、1.5kのプルアップ抵抗が自動的に設定されます。

D1+（A2）：USBデータ・バスの上流方向の正側トランシーバ・ピン。D1+ピンのアイドル状態を示す場合は、1.5kのプルアップ抵抗が自動的に設定されます。

ON（A3）：イネーブル・ピン。絶縁障壁を介してデータ通信をイネーブルします。ONを“H”にすると、上流側がイネーブルされます。ONを“L”にすると、上流側がリセット状態に保たれます。ONピンの電圧はVLOとGNDの間の電圧が基準になっています。

VLO（A4）：上流側3.3V LDOからの電源電圧出力。VLOピンはONピンの正のリファレンスとして使用され、制御デバイスへの最大10mAの余剰電流をサポートできます。このピンには、4.4μFのセラミック・バイパス・コンデンサが内蔵されています。

GND（A5、B1～B6）：上流回路のグランド。

VBUS（A6）：上流USBトランシーバの電源電圧入力。推奨される動作範囲は4.4V～36Vです。USBのVBUS電源または外部電源に接続します。このピンには、0.3μFのセラミック・バイパス・コンデンサが内蔵されています。

下流側

GND2（W1～W6、X5）：下流回路のグランド。

D2–（X1）：USBデータ・バスの下流方向の負側トランシーバ・ピン。このピンにはGND2との間に15kのプルダウン抵抗が接続されています。

D2+（X2）：USBデータ・バスの下流方向の正側トランシーバ・ピン。このピンにはGND2との間に15kのプルダウン抵抗が接続されています。

ON2（X3）：イネーブル・ピン。絶縁障壁を介してデータ通信をイネーブルします。ON2を“H”にすると、下流側がイネーブルされます。ON2を“L”にすると、下流側がリセット状態に保たれます。ON2ピンの電圧はVLO2とGND2の間の電圧が基準になっています。

VLO2（X4）：下流側3.3V LDOからの電源電圧出力。VLO2ピンは、低電圧デバイス用の最大10mAの余剰電流をサポートできます。このピンには、4.4μFのセラミック・バイパス・コンデンサが内蔵されています。

VBUS2（X6）：絶縁型下流USBトランシーバの電源電圧入力。推奨される動作範囲は、GND2を基準にして4.4V～36Vです。このピンには、0.3μFのセラミック・バイパス・コンデンサが内蔵されています。

パッケージの行と列のラベルはμModule製品間で異なります。各パッケージのレイアウトをよく確認してください。


LTM2894

72894f


ブロック図

テスト回路

図1.電源の負荷

2894 BD

0.3µF

D2+

VLO2

15k

GND2

15k

D2–

4.4µF

3.3VREG

GND

0.3µF

VBUS VBUS2

VLO

ON

D1+

D1–

4.4µF

3.3VREG

ISOLATEDCOMMUNICATION

INTERFACE

ISOLATEDCOMMUNICATION

INTERFACE

ON2

1.5k 1.5k

GND2GND GND2GND GND2GND GND2GND GND2GND GND2GND

2894 F01

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

VBUS

LTM2894IBUS

VLO

IVLO

GND

VBUS2

VLO2

GND2

IVLO2 VBUS2VBUS+– +–

IBUS2


LTM2894

82894f


テスト回路

図2．Low Speed時のタイミング測定

図3．Full Speed時のタイミング測定

2894 F02

0V

3.3V

0V

3.3V

D1+ OR D2+ D2+ OR D1+

CL

D1– OR D2– D2– OR D1–

CL

1.5k

3.6V

tLR

tLPRR tLPFF

tLF

10% 10%

90% 90%

D2+ OR D1+

D2– OR D1–

D1+ OR D2+

D1– OR D2–

+

+

2894 F03

0V

3.3V

0V

3.3V

D1+ OR D2+ D2+ OR D1+

CL

D1– OR D2– D2– OR D1–

CL tFR

tFPFF tFPRR

tFF

10% 10%

90% 90%

D2– OR D1–

D2+ OR D1+

D1– OR D2–

D1+ OR D2+

+

+

機能表

USBトランシーバの機能表モード D1+ D1– プルアップ接続 D2+ D2–

Full Speed（アイドル） 1.5kΩプルアップホスト・プルダウン D1+ 周辺機器プルアップ 15kΩプルダウンLow Speed（アイドル）ホスト・プルダウン 1.5kΩプルアップ D1– 15kΩプルダウン周辺機器プルアップ

切断（アイドル）ホスト・プルダウンホスト・プルダウンなし 15kΩプルダウン 15kΩプルダウン一時停止

（アイドル>3ms）アイドル時間中に設定アイドル時間中に設定アイドル時間中に設定周辺機器または15kΩ 周辺機器または15kΩ

D1からD2へのデータ伝送

IN+ IN– アイドル時間中に設定 OUT+ OUT–

D2からD1へのデータ伝送

OUT+ OUT– アイドル時間中に設定 IN+ IN–


LTM2894

92894f


動作LTM2894 μModuleトランシーバは、電気的に絶縁された堅牢なUSBインタフェースを実現し、デカップリング・コンデンサを内蔵しています。絶縁された下流のUSBバスと上流のUSB

バスとの間の状態を表わすため、自動的に構成されるプルアップ抵抗が組み込まれています。LTM2894は、上流のハブ /ホストと下流のデバイスの間でグランドの電圧が異なる可能性があるUSB接続で使用するのに最適です。LTM2894内部での絶縁により、高い電圧差が遮断され、グランド・ループが取り除かれます。また、グランド電位間での同相トランジェントに対する耐性がきわめて高くなります。50kV/μsを超える同相事象が発生しても誤りのない動作が維持されるので、優れたノイズ絶縁性能を実現します。

絶縁障壁の両側にある内蔵のUSBトランシーバは、USB 2.0

規格で定義されているFull speedモードおよびLow speedモードをサポートします。絶縁障壁を介したUSBの通信は双方向なので、LTM2894は、どちら側が先にパケットの開始（SOP）を始めるかに基づいてデータの流れる方向を決定します。データの方向はパケットの終了（EOP）パターンが認められるまで維持されますが、EOPパターンが認められない場合は、動作の欠如に起因するタイムアウトが発生します。USBインタフェースは、単一接続またはハブ遅延を表す小さい安定した伝播遅延を維持し、全てのバス状態およびデータの情報を転送します。

上流のインタフェースに組み込まれているプルアップ抵抗により、デバイスの接続および切断が自動的に示されます。下流でデバイスを接続した場合、接続時に下流のデバイスがアイドル状態であることを検出すると、上流方向のポートで適切なプルアップ抵抗が自動的に選択されます。下流でデバイスを切断すると、上流方向のポートのプルアップ抵抗が自動的に切

り離されるので、上流の15kプルダウン抵抗によってバス信号を切断状態にすることができます。この機能により、LTM2894

は、ホスト、ハブ、バス・スプリッタ、または周辺機器の一体化に最適です。

µModule技術LTM2894は、アイソレータμModule技術を使用して、絶縁障壁を越えて信号を変換します。障壁のどちらの側の信号もパルスに符号化され、μModule基板内に形成された空芯型トランスにより、絶縁境界を越えて変換されます。このシステムは、データ・リフレッシュ機能、障害発生時の安全なシャットダウン機能、きわめて高い同相信号除去特性を備えているので、信号を双方向で絶縁するための堅牢なソリューションを実現します。μModule技術により、絶縁された信号処理とUSBトランシーバを1つの小型パッケージに集約する手段が得られます。

USBトランシーバ・ピンの保護LTM2894 USBトランシーバのD1+、D1–、D2+、およびD2–ピンには、ESDと短絡フォルトに対する保護回路が組み込まれています。これらのトランシーバ・ピンは、±20KV（人体モデル）のESD事象に耐えられます。トランシーバ・ピンの過電流回路により、D1+およびD1–とGND、VLO、またはVBUS（最大5.3V）の間のフォルト状態、さらにD2+およびD2–とGND2、VLO2、またはVBUS2（最大5.3V）の間のフォルト状態がモニタされます。トランシーバ・ピンに600nsより長い時間、シンク電流が約40mA流れると、電流検出回路はトランシーバ・ピンをディスエーブルします。VLOおよびVLO2の出力電源は、40mAの電流制限により、それぞれGNDまたはGND2への短絡からUSBトランシーバ・ピンを保護します。

アプリケーション情報USB接続性LTM2894 μModuleトランシーバは、外付け部品を追加することなく、上流側および下流側のUSBポートに直接接続します。トランシーバは全てのデータを通過させ、ハブとしてもインテリジェント・デバイスとしても動作しません。バス・ラインではアイドル状態の有無、パケットの開始状態、およびパケットの終了状態がモニタされ、バス速度とデータ方向が適切に維持されます。直列抵抗、プルアップ抵抗、およびプルダウン抵抗は

LTM2894に組み込まれています。上流方向のUSBポートは自動構成の1.5kプルアップ抵抗を内蔵しています。この抵抗は、下流側の周辺機器の構成に基づいて組み込みまたは除外が切り替わります。この実装により、下流のバス速度および接続 /

切断状態を上流に伝達できます。組み込みの15kプルダウン抵抗は、下流のバス構成をサポートする信号D2+およびD2–

とGND2の間にあります。


LTM2894

102894f


LTM2894は、USBデータ・ピンをモニタしてK状態を検出し、データ・パケットを開始してデータ方向を設定します。パケットの終了シグネチャと、バスが解放される前の最後のJ状態の有無についてデータがモニタされます。K状態とJ状態の間のデータ・ペイロードは、LTM2894アイソレータによって約80ns

の遅延時間で転送されます。

アイドル状態の通信LTM2894 μModuleトランシーバは、下流側のバスのアイドル状態をモニタし、一定の割合で絶縁障壁を越えて最新状態に更新することにより、USBバスのアイドル状態を維持します。さらに、LTM2894は、下流の周辺装置にいったん接続したらその速度をモニタし、デバイス自体の動作速度を設定して合致するようにします。バス速度の自動モニタリングおよび通知の概略回路図を図4に示します。D2+またはD2–の信号をモニタしてD2+またはD2–のプルアップ抵抗の接続状況を確認し、その結果をFull speedまたはLow speedとして処理しますが、それ以外の場合は切断します。アイドル状態はリフレッシュ伝送を通じて上流側に伝達されます。スイッチSW1またはSW2

は受け取った情報に基づいて制御されます。SW1が閉じるのは、D2+にプルアップ抵抗が接続されていることが検出され、D2–が開放状態であった場合です。SW2が閉じるのは、D2–

にプルアップ抵抗が接続されていることが検出され、D2+が開放状態であった場合です。下流のUSBバスが切断されている場合は、SW1とSW2の両方が開きます。USBが一時停止状態のときは、プルアップ抵抗は状態を維持し、その後で一時停止コマンドを検出します。

アプリケーション情報一時停止モード上流のUSBバスが3msより長くアイドル状態を継続すると、LTM2894は一時停止モードに入ります。デバイスが一時停止状態になると、VBUS電源電流が2mA未満に減少します。

LTM2894は、ハブ、ホスト、または周辺機器内にある場合、切断、再接続、および下流で開始された再開信号によって、一時停止状態から起動します。上流トランシーバは、観測を維持して、下流トランシーバの切断および再接続を報告します。一時停止モードからの回復は、データ状態の変化が検出された場合に発生し、最大10μsかかることがあります。

一時停止モードの間、VLOから外部回路に流れるDC電流はVBUSから供給され、USB規格で設定されている限度を超える場合があります。

VBUS2電流は、一時停止モードでは減少しません。

VLO電源とVLO2電源VLOおよびVLO2の出力電源ピンは、絶縁障壁の両側で小電流の3.3V電源として使用できます。これらはUSBインタフェース回路の電源としても機能します。内蔵のリニア・レギュレータは、VBUS入力電源によりVLOで3.3Vを維持します。別のリニア・レギュレータは、VBUS2によりVLO2で3.3Vを維持します。外部アプリケーションの電流は10mAに制限されます。この制限値を超えるとVLOまたはVLO2電源の電圧が低下し、USB

アイソレータの動作が好ましいものではなくなります。ONの信号をVLOに、またはON2の信号をVLO2に接続しても、供給される電流は大幅には変化しません。これらの電源が供給されるのは、絶縁USBポートに対するインタフェース・ロジックをサポートするためです。一時停止モードの電流制限値を満たすには、VLO出力電源での外部アプリケーションのDC電流を最小限に抑えます。VLOおよびVLO2は、過電流状態および過熱状態から保護されます。

電源電流LTM2894の複数の出力電源ピンに負荷をかけると、VBUSの電源電流の消費量に影響します。VBUS入力は、トランシーバの上流側とVLOピンに電流を供給します。VBUS2入力は、トランシーバの下流側とVLO2ピンに電力を供給します。

図4．アイドル状態での自動抵抗設定2894 F04

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

LTM2894

REFRESH

VLO

D1+ RPU1.5k

RPU1.5k

SW1 SW2

D1–

D2+

D2–

RPD15k

RPD15k

1.5k

FULLSPEED

UPSTREAM CONNECTION DOWNSTREAM CONNECTION

OR

OR DISCONNECTED

LOWSPEED

1.5k

3.3V 3.3V


LTM2894

112894f


アプリケーション情報電源電流の式（標準）

Operating:IBUS = 6mA +IVLO

IBUS2 = 6mA +IVLO2

Suspend:IBUSSPND = 1.5mA +IVLO

IBUS2SPND = 6mA +IVLO2

Off :IBUSPOFF = 10µA

IBUS2POFF = 10µA

USB 2.0の互換性LTM2894 μModuleトランシーバは、USB 2.0規格のFull

speed動作およびLow speed動作と互換性があります。LTM2894 μModuleトランシーバの一部の特性は、USB 2.0

規格に完全には準拠していない場合があります。

Full speedデータの伝播遅延である80nsは、単一ハブの規格である44nsと接続ケーブルの遅延である26nsとの和を超えています。この原因は、連続的なデータ遷移の交差電圧に等しい平衡交差電圧を維持するために、K状態に遷移する前にデータ信号を3.3Vレールまで駆動するからです。USBポートは、一般に、パケット開始時のK状態の遷移の前にアイドル状態のバスを3.3Vレールまで駆動します。さらに、LTM2894

は、データ遷移のタイミングを再調整せず、受信したエッジをそのまま伝搬するため、追加ジッタまたはパルス幅歪みが生じる可能性があります。

活線挿入保護入力であるVBUS およびVBUS2は、低ESRのセラミック・コンデンサでバイパスされています。活線挿入時には、ケーブルのインダクタンスのために電源入力が供給電圧をオーバーシュートすることがあります。活線挿入可能な24Vより高い外部電源を使用する場合は、ESRが1Ωより大きい2.2μFのタンタル・コンデンサをVBUS またはVBUS2入力に追加するか、セラミック・コンデンサおよび1Ωの直列抵抗をVBUS またはVBUS2入力に追加し、絶対最大定格を超える可能性を低減します。この問題の詳細については、リニアテクノロジーのAN88

「セラミック・コンデンサによって生じる過電圧トランジェント」を参照してください。

プリント回路基板のレイアウトLTM2894は集積密度が高いので、プリント回路基板のレイアウトが簡単です。ただし、電気的絶縁特性とEMIを最適化するには、レイアウトについていくつか検討することが必要です。図5のプリント回路基板レイアウトは、低EMIのUSBアプリケーションに対する推奨構成です。以下の検討により、LTM2894の性能は最適化されます。

• プリント回路基板の上面および底面にある内部パッド列の間には銅線を配線しないでください。定格の絶縁電圧に耐えて沿面距離を確保するため、この領域は空けたままにしておく必要があります。

• D1–とD1+およびD2–とD2+を、USBケーブルのインピーダンスに一致する90Ωのインピーダンスを持つ差動対として配線します。

RF、磁界に対する耐性LTM2894内部で使用されているアイソレータμModule技術は単独で評価されており、以下の試験規格に従って、欧州規格EN 55024に準拠したRFおよび磁界の耐性試験の要求基準に合格しました。

EN 61000-4-3 Radiated, Radio-Frequency, Electromagnetic

Field Immunity（放射無線周波数電磁界での耐性）

EN 61000-4-8 Power Frequency Magnetic Field Immunity

（電源周波数磁界での耐性）

EN 61000-4-9 Pulsed Magnetic Field Immunity（パルス磁界での耐性）

試験は、データシートのプリント回路基板レイアウトの推奨事項に従って設計されたシールドなしのテスト・カードを使用して行われました。試験ごとの具体的な制限値の詳細を表2に示します。

表2．テスト周波数での磁界強度EN 61000-4-3、付録D、 80MHz～1GHz 1.4MHz～2GHz 2GHz～2.7GHz

10V/m 3V/m 1V/m

EN 61000-4-8、レベル4 50Hz および 60Hz 30A/m

EN 61000-4-8、レベル 5 60Hz 100A/m*

EN 61000-4-9、レベル 5 パルス 1000A/m*IEC以外の方法


LTM2894

122894f


アプリケーション情報EMI

LTM2894の放射性放出は、GTEM（ギガヘルツ横方向電磁界）セルを使用して、USBケーブルを接続しない場合について

図5．低ノイズ、低EMI、5kVRMS、強化されたUSBアイソレータ・デモ回路

測定されました。図7のEMIのグラフに示す性能は、図6のレイアウト構造を使用して実現されました。結果はIEC 61000-

4-20に従って補正されます。

VIN

LT3065-5

GND

SHDN

ININ

PWRGDIMAX

SENSE

OUTOUT

ADJBYP

12

543

11

109876

VBUS2

J1

LTM2894VCC2

VIN

VBUS

VLO

D1–

B6A6B5A5B4A4B3A3B2A24

1

B1A1

32

GND

VBUS

D+

D–

VLO2

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

D1+

JP1VCC

5V TO 36V

D1MBR0580S1 W6

X6W5X5W4X4W3X3W2X2W1X1

JP2GND

JP3VCC2INPUT = 6V TO 36VOUTPUT = ~6V, 200mA

JP4GND2

C64.7µF1210

R101.5k

C722nF

J2

D2– D2+

GNDVBUSGNDGNDGNDVLOGNDONGNDD1+

GNDD1–

GND2VBUS2GND2GND2GND2VLO2

GND2ON2

GND2D2+

GND2D2–

4

1

32

GND

VBUSVBUS2

D+

D–

D3MBR0580S1

D4MBR0580S1

L110µH VCC2

TR21:1.7

C447pF

R8249Ω0805

TR11:1.1

6

5

4

6

5

4

1

2

3

1

2

3C34.7µF121050VC2

180pF

C81nF

LT3999

4 3 2 1UVLO VIN RBIAS SWA

R149.9k

R2464k

5OVLO/DC

7 8 10

11 GND

RT SYNC

PINS NOT USED IN LT3999CIRCUIT: ILIM/SS, RDC

SWB

2894 F05

R3, 28k

R1100k

R539Ω0805

C910nF

C1010µF0805C5

47pFR9

249Ω0805

TR1: WURTH ELEKTRONIK 760390012TR2: WURTH ELEKTRONIK 750313769

C104.7µF231250V

D2MBR0580S1

R7100k

ON

R6100k


LTM2894

132894f


図6．プリント回路基板のレイアウト最上層最下層

図8．バス・スプリッタ

図7．EMIプロット

標準的応用例

アプリケーション情報

5VISO

2894 F08

VLO

LTM2894

5VISO

ON

VBUS VBUS2

D1+

D1–

ON2

VLO2

D2+

USB PORTUSB PORT

120µF

D2–

GND2GND

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

CISPR 22 CLASS B LIMIT

DETECTOR = PEAK–HOLDRBW = 120kHz, VBW = 300kHzSWEEP TIME = 680ms# OF SWEEPS ≥10# OF POINTS = 501

DC2438A

FREQUENCY (MHz)0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

AMPL

ITUD

E (d

BµV/

m)

DC2894 F07


LTM2894

142894f


標準的応用例

図10．周辺機器への給電

図11．3.3Vのみで給電される周辺機器

PERIPHERALFULL SPEED

5VISO

2894 F10

VLO

LTM2894

ON

VBUS VBUS2

D1+

D1–

ON2

1.5k

VLO2

D2+

USB PORT

D2–

GND2GND

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

5VISO

PERIPHERALFULL SPEED

2894 F11

VLO

LTM2894

ON

VBUS VBUS2

D1+

D1–

ON2

1.5k

VLO2

D2+

USB PORT

D2–

GND2GND

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

3.3VISO3.3VISO

図9．USBホストの一体化2894 F09

VLO

LTM2894

5VISO

ON

5V 5VISO3.3V

VBUS VBUS2

D1+

D1–

ON2

VLO2

D2+

USB PORT

120µF

D2–

GND2GND15k 15k

HOSTµC

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R


LTM2894

152894f

リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。

PACKAGE TOP VIEW

4

PIN “A1”CORNER

YX

aaa Z

aaa Z

BGA Package24-Lead (22mm × 6.25mm × 2.06mm)(Reference LTC DWG# 05-08-1991 Rev Ø)

注記：1. 寸法と許容誤差は ASME Y14. 5M-1994による

2. 全ての寸法はミリメートル

ボールの指定は JESD MS-028および JEP95による

4

3

ピン #1の識別マークの詳細はオプションだが、示された領域内になければならない。ピン #1の識別マークはモールドまたはマーキングにすることができる

DETAIL A

Øb (24 PLACES)

DETAIL B

SUBSTRATE

A

A1

b1

ccc Z

DETAIL BPACKAGE SIDE VIEW

MOLDCAP

Z

M X YZdddM Zeee

SYMBOLA

A1A2b

b1DEeFG

H1H2aaabbbcccdddeee

MIN1.810.401.410.550.45

0.460.95

NOM2.060.501.560.600.5022.06.251.0

20.755.0

0.561.00

MAX2.310.601.710.650.55

0.661.050.150.100.150.150.08

NOTES

DIMENSIONS

TOTAL NUMBER OF BALLS: 24

A2

D

E

SUGGESTED PCB LAYOUTTOP VIEW

0.00

9.375

10.375

2.50

0.50

1.50

2.50

1.50

0.50

0.00

10.375

9.375

10.075

10.675

// b

bb Z Z

H2H1

5. 主データム -Z- はシーティングプレーン6. 半田ボールは、元素構成比がスズ（Sn）96. 5%、銀（Ag）3. 0%、銅（Cu）0.5%の合金とする

0.60 ±0.025 Ø 24x

2.80

2.20

BGA 24 1014 REV Ø

TRAY PIN 1BEVEL

PACKAGE IN TRAY LOADING ORIENTATION

COMPONENTPIN “A1”

LTMXXXXXXµModule

7 パッケージの行と列のラベルは、µModule製品間で異なります。各パッケージのレイアウトを十分にご確認ください

!

PACKAGE BOTTOM VIEW

X

W

V

U

T

S

R

P

N

M

L

K

J

H

G

F

E

D

C

B

A

123456

DETAIL A

3

SEE NOTESPIN 1

e

e

F

Gb

7

SEE NOTES

b

パッケージの寸法最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/product/LTM2894#packagingを参照してください。

http://www.linear-tech.co.jp/product/LTM2894#packaging

LTM2894

162894f

LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2016

LT0916 • PRINTED IN JAPANリニアテクノロジー株式会社〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F TEL 03-5226-7291 ● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp/LTM2894

関連製品

標準的応用例

図12．V1.1 USBハブの絶縁

製品番号 DESCRIPTION 注釈LTM2884 完全な絶縁型USB μModuleトランシーバ+電源表面実装BGAでの絶縁耐圧：2500VRMS

LTM2881 完全な絶縁型RS485/RS422 µModuleトランシーバ+電源表面実装BGAまたはLGAでの絶縁耐圧：2500VRMS

LTM2882 DC/DCコンバータを内蔵したデュアル絶縁型RS232 µModuleトランシーバ表面実装BGAまたはLGAでの絶縁耐圧：2500VRMS

LTM2883 ±12.5Vおよび5Vの可変安定化電源を備えたSPIまたはI2C対応のμModuleアイソレータ表面実装BGAでの絶縁耐圧：2500VRMS

LTM2892 SPIまたはI2C対応のμModuleアイソレータ表面実装BGAでの絶縁耐圧：3500VRMS

LTM2886 5Vおよび±5Vの可変安定化電源を備えたSPIまたはI2C対応のμModuleアイソレータ表面実装BGAでの絶縁耐圧：2500VRMS

LTM2889 完全な4Mbps CAN FD µModuleアイソレータ+電源表面実装BGAでの絶縁耐圧：2500VRMS

LTM2893 完全な100MHz SPI ADC µModuleアイソレータ表面実装BGAでの絶縁耐圧：6000VRMS

TUSB2046B

GND

LTC1154

SN74LVC04

VS

2894 F12

3.3VISO

VCC

USB PORT A

120µF

DS

GATE

GND

STATUS

EN

SD

IN

OVRCUR1

DP1DM1

PWRON1

5VISO3.3VISO

15k

51k

15k

0.14Ω

27Ω

27Ω

LTC1154

SN74LVC04

VS

USB PORT B

120µF

DS

GATE

GND

STATUS

EN

SD

IN

OVRCUR2

DP2DM2

PWRON2

3.3VISO

15k

51k

15k

0.14Ω

27Ω

27Ω

LTC1154

SN74LVC04

VS

USB PORT C

120µF

DS

GATE

GND

STATUS

EN

SD

IN

OVRCUR3

DP3DM3

PWRON3

3.3VISO

15k

51k

15k

0.14Ω

27Ω

27Ω

LTC1154

SN74LVC04

VS

USB PORT D

120µF

DS

GATE

GND

STATUS

EN

SD

IN

OVRCUR4

DP4DM4

PWRON4

VLO

LTM2894

ON

VBUS VBUS2

D1+

D1–

ON2

1.5k

VLO2

D2+

USB PORT

D2–

GND2GND

ISOL

ATIO

N BA

RRIE

R

3.3VISO

27Ω

27ΩDM0

DP0

POWER ONRESET

TSTPLLTSTMODE

RESET

6MHz CLOCKSIGNAL XTAL2

XTAL1

SUSPND

EXTMEM3.3VISO

BUSPWRGANGED

5VISO

5VISO

3.3VISO

15k

51k

15k

0.14Ω

27Ω

27Ω

5VISO










Documents

LTM2894 - 絶縁型USBデータ・トランシーバ - …...L2894 1 2894 詳細： 標準的応用例 特長 概要 絶縁型USBデータ・トランシーバ LTM®2894は、電気的に絶縁さ

LTM2894 - 絶縁型USBデータ・トランシーバ - …...L2894 1 2894 詳細：標準的応用例特長概要絶縁型USBデータ・トランシーバ LTM®2894は、電気的に絶縁さ