基于 STM32 Nucleo 的 IPS4140HQ-1 工業(yè)數(shù)位輸出擴(kuò)展板

產(chǎn)品說(shuō)明
X-NUCLEO-DO41A1工業(yè)數(shù)位輸出擴(kuò)充板專為STM32 Nucleo設(shè)計(jì)，提供強(qiáng)大且靈活的評(píng)估環(huán)境，用于測(cè)試IPS4140HQ-1四通道高邊智慧功率固態(tài)繼電器在連接至≤1 A工業(yè)負(fù)載的數(shù)位輸出模組中的驅(qū)動(dòng)和診斷能力。

X-NUCLEO-DO41A1擴(kuò)充板具備兩個(gè)電氣隔離的應(yīng)用端：邏輯端和制程端。兩端透過(guò)STISO621數(shù)位隔離器提供的2.8 kVRMS電隔離實(shí)現(xiàn)分離。

邏輯端是MCU的工作區(qū)域，由VISO_L軌供電（3.3 V或5.0 V，取決于SW1的設(shè)定）。板載的Arduino? UNO R3連接器可與NUCLEO-F401RE或NUCLEO-G431RB開(kāi)發(fā)板連接。

當(dāng)X-NUCLEO-DO41A1堆疊在NUCLEO-F401RE或NUCLEO-G431RB上時(shí)，如果透過(guò)USB線連接至PC/筆記型電腦，則VISO_L由Nucleo板供電。如果獨(dú)立使用X-NUCLEO-DO41A1，則VISO_L可以由CN6[4]（SW1 = 閉合1-2）或CN6[5]（SW1 = 閉合2-3）供電。預(yù)設(shè)情況下，CN5[1, 2]和CN9[7, 8]上的訊號(hào)可被驅(qū)動(dòng)為高/低電平，從而啟動(dòng)或停用連接至CN2[1, 2]和CN3[1, 2]的制程端負(fù)載。 IPS4140HQ-1內(nèi)部嵌入的四個(gè)輸出開(kāi)關(guān)的熱診斷訊號(hào)透過(guò)CN5[9, 10]和CN8[5, 6]進(jìn)行報(bào)告。開(kāi)關(guān)SW2、SW3、SW4、SW5為使用者提供彈性，可重新繪制CN5、CN8和CN9上的驅(qū)動(dòng)訊號(hào)IN1、IN2、IN3以及STATUS1（更多詳情請(qǐng)參閱原理圖）。

過(guò)程端是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用端（24 V工作軌）。制程端具備兩個(gè)電源軌：VCC軌（通常連接至24 V軌）和板載LDO40LPU33 (U8) 產(chǎn)生的VISO_P (3.3 V)。

VCC軌透過(guò)STPS1H100A保護(hù)以防止CN1上的極性反接（J1保持開(kāi)路時(shí)有效）以及透過(guò)SMC30J30CA (U2) 保護(hù)以防止突波脈沖（J2閉合時(shí)有效）。 VCC軌同時(shí)為IPS4140HQ-1及LDO40LPU33供電。

VISO_P軌為數(shù)位隔離器以及紅色診斷LED（D7、D8、D9、D10）供電，分別指示輸出通道OUT1、OUT2、OUT3、OUT4的過(guò)熱故障。

最多可在CN2[1, 2]和CN3[1, 2]連接器與制程端接地(CN1[2]) 之間連接四個(gè)工業(yè)負(fù)載。四個(gè)綠色LED（D1、D2、D3、D4）可用來(lái)監(jiān)控各輸出開(kāi)關(guān)OUT1、OUT2、OUT3、OUT4的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。透過(guò)J4位置開(kāi)路（1-2、3-4、5-6、7-8），可停用這些綠色LED。

此外，還可以評(píng)估由X-NUCLEO-DO41A1堆疊在其他擴(kuò)充板上組成的系統(tǒng)。

產(chǎn)品特色

• 基于IPS4140HQ-1四聲道高邊開(kāi)關(guān)，具體特性如下：
  • 工作電壓范圍：10.5 V至36 V
  • 工作電流范圍：各通道≤ 1 A
  • 3.3 V和5 V相容I/O
  • 低功耗（待機(jī)電流= 250 μA，RON(TYP)= 80 mΩ）
  • 可驅(qū)動(dòng)電阻、電容和電感負(fù)載（支援快速消磁）
  • 帶滯后的欠壓關(guān)斷
  • 每頻道開(kāi)漏熱故障診斷腳
  • 每通道過(guò)載、短路和熱結(jié)保護(hù)
  • 外殼過(guò)溫保護(hù)
  • 外殼過(guò)溫保護(hù)復(fù)位時(shí)不同時(shí)重新啟動(dòng)頻道
  • 接地失效保護(hù)
  • 設(shè)計(jì)符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)：IEC61131-2、IEC61000-4-2（最高±25 kV）、IEC61000-4-4和IEC61000-4-5
  • 采用QFN48L 8x6 mm封裝
• 過(guò)程端工作范圍：11 V或36 V
• 透過(guò)STPS1H100A實(shí)現(xiàn)制程端反向極性保護(hù)（J1開(kāi)路）
• 透過(guò)SMC30J30CA實(shí)現(xiàn)電源軌突波脈沖保護(hù)（J2閉合）
• 板載高效能LDO 24 V至3.3 V (LDO40LPU33)
• 指示輸出開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的綠色LED（J4閉合1-2、3-4、5-6、7-8）
• 指示熱故障的紅色LED（D7、D8、D9、D10）
• 透過(guò)STISO621數(shù)位隔離器實(shí)現(xiàn)邏輯端與制程端的電氣隔離
• 邏輯端工作電壓為3.3 V（SW1閉合1-2）或5 V（SW1閉合2-3）
• 邏輯端配有Arduino? UNO R3連接器
• 驅(qū)動(dòng)輸出通道的數(shù)位訊號(hào)（預(yù)設(shè)= CN5[1, 2]、CN9[7, 8]）
• 用于熱診斷的數(shù)位訊號(hào)（預(yù)設(shè)= CN5[9, 10] 和CN8[5, 6]）
• 透過(guò)SW2、SW3、SW4、SW5可輕松重新配置數(shù)位訊號(hào)
• 與STM32 Nucleo開(kāi)發(fā)板相容
• 符合RoHS和中國(guó)RoHS標(biāo)準(zhǔn)
• 通過(guò)CE認(rèn)證

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
易于使用的評(píng)估板，為評(píng)估連接到 ≤1 A 工業(yè)負(fù)載的數(shù)位輸出模組中的 IPS4140HQ-1 四通道高側(cè)智慧功率固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)和診斷能力提供強(qiáng)大而靈活的環(huán)境。

推薦應(yīng)用
Input\Ouput Modules

主要軟件
X-CUBE-IPS

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