【一芯三能】沁恒微超高速USB隔离延长芯片CH319

日常提及的USB3.0，在协议标准中已归属USB3.2 Gen1范畴，核心传输带宽为5Gbps，可满足4K视频传输、高速数据采集等需求。但该标准存在两项固有局限：一是无法直接适配高低压电路共存的应用环境；二是传输距离通常不超过3米，CH319刚好可以突破这两项局限。

在光伏、储能、充电桩、工业控制等电气系统中，高压强电电路（如光伏板输出电压、充电桩高压回路）与低压控制电路（如主控芯片、数据采集模块）需协同工作，稳定可靠的数据传输是基础要求。通过电气隔离阻断高压电流向低压控制端窜入，是保障设备与人员安全的关键举措。

CH319的kV级高压隔离能力，给主机与设备之间装了一道“安全门”。芯片内置隔离驱动电路，外围仅需搭配隔离变压器，即可同时实现USB3.0（5Gbps）和USB2.0（480Mbps）信号的高压隔离。USB信号通过CH319转换为隔离介质传输，再还原为电信号，此过程可阻断两端的高压、漏电流及干扰信号，使USB设备在保持高速数据传输的同时，与高压侧电气隔离，既避免高压电流窜入低压侧，又能降低电磁干扰（EMI）影响，减少数据传输的错误码率和中断概率。

CH319自带USB HUB功能，符合USB3.2 Gen1协议规范。当芯片为上位机模式连接计算机等主机时，提供3个USB下行口；为下位机模式连接终端设备时，提供4个USB下行口，支持Type-C接口供电。所有下行口均支持USB3.0和USB2.0通信，可连接数据采集卡、仿真编程器、工业摄像头、移动硬盘、键盘鼠标等各类USB设备。

常规USB3.0的3米传输距离，在分布式工业摄像头、户外新能源设备数据回传等远距离应用中使用受限。若采用普通网线延长，易出现信号衰弱、带宽下降问题，无法满足超高速传输需求。全集成的CH319支持直连光纤模块，可有效解决“远距离+超高速”传输的技术矛盾。

CH319搭配光纤模块，可稳定延长超高速USB3.0信号最远至800米，即在数百米外连接的超高速摄像头可实时传输4K视频，250米外的SSD移动硬盘读写速度无明显下降。

延长端同样集成HUB功能，提供4个标准USB3.0 A型接口，可同时连接4台高速设备，无需外接HUB，简化了远距离部署的线路设计及硬件成本。若需兼容非USB3.0设备，可通过USB2.0转USB3.0芯片CH312，将常规USB设备转成USB3.0超高速设备连接至CH319的下行口，实现远距离传输。

CH319可与多功能HUB、USB桥接芯片搭配，将隔离或延长功能从USB接口拓展至多种工业接口，适配更多复杂场景。

CH339为集成7口USB HUB、百兆以太网、SD读卡器、USB PD，及USB转JTAG/UART/SPI/I2C的多功能HUB，支持延长功能。其上行口与CH339下行口连接，可实现JTAG、UART等接口的1kV高压隔离。

CH347为高速USB转JTAG/SWD/SPI/UART/I2C多接口芯片，与CH319连接可实现上述接口的高压隔离。

CH346为高速USB转被动并口FIFO芯片，与CH319连接可实现并口的高压隔离，使FPGA等设备也能适配高低压共存的应用场景。

为降低开发门槛，公司基于CH319提供USB3.0高压隔离和光纤延长成品级模块方案，开箱即用，可快速推进项目落地。