STMicroelectronics STEVAL-IFP044V1 工业数字输出扩展板
介绍
STEVAL-IFP044V1 是一款工业数字输出扩展板。 它为评估 IPS2050HQ-32（双高侧智能功率固态继电器）在连接到 5.7 A（最大）工业负载的数字输出模块中的驱动和诊断能力提供了一个强大而灵活的环境。
STEVAL-IFP044V1 可以通过由 GPIO 引脚、Arduino UNO R32（默认配置）和 ST morpho（可选，未安装）连接器驱动的 5 kV 光耦合器与 STM3 Nucleo 上的微控制器连接。
扩展板可以连接到 NUCLEO-F401RE 或 NUCLEO-G431RB 开发板。
还可以评估由最多四个堆叠的 STEVAL-IFP044V1 扩展板组成的系统。
作为前任amp例如，具有四个 STEVAL-IFP044V1 扩展板的系统允许您评估每个具有 5.7 A（最大）能力的八通道数字输出模块。
入门
超过view
STEVAL-IFP044V1 嵌入了 IPS2050HQ-32 智能电源开关 (IPS)，具有过流和过温保护功能，可实现安全的输出负载控制。
该板旨在满足用户和电源接口之间的电流隔离方面的应用要求。 通过四个光耦合器（ISO1、ISO2、ISO3 和 ISO4）将信号转发到器件并通过 FLT 引脚实现反馈诊断信号来满足此要求。
STEVAL-IFP044V1 具有以下特点：
- 基于IPS2050HQ-32双高边开关，其特点：
- 工作范围高达 60 V/5.7 A
- 低功耗 (RON(MAX) = 50 mΩ)
- 感性负载的快速衰减
- 容性负载的智能驱动
- 低音量tag锁定
- 每通道过载和过热保护
- QFN48L 8×6 毫米封装
- 应用板工作范围：8 至 33 V/0 至 5.7 A
- 扩展卷tage 工作范围（J3 开路）高达 60 V
- 用于输出开/关状态的绿色 LED
- 用于每个通道诊断的红色 LED（过载和过热）
- 5 kV 电流隔离
- 供电轨反极性保护
- 兼容STM32 Nucleo开发板
- 配备 Arduino UNO R3 连接器
- CE 认证
- 符合 RoHS 和中国 RoHS 标准
- 未经 FCC 批准转售
数字部分
数字部分与 STM32 接口和数字供电电压相关联tage 进出 STEVAL-IFP044V1 扩展板。
四个 Arduino UNO R3 连接器：
- 允许扩展板与 STM32 Nucleo 开发板微控制器通信，访问 STM32 外设和 GPIO 资源；
- 提供数字供应量tage 在 STM32 Nucleo 开发板和 STEVAL-IFP044V1 扩展板之间，在任一方向。
通常，STM32 Nucleo开发板通过USB产生的3v3或5v0给扩展板供电。 您可以选择喜欢的音量tage 通过 SW3 在扩展板上（3v3 闭合引脚 1-2；5v0 闭合引脚 2-3）。
或者，也可以通过扩展板为 STM32 Nucleo 开发板供电。 在这种情况下，外部供应量tage (7-12 V) 应连接扩展板上的 CN2 连接器（默认情况下未安装），并应通过安装 D2（启用反极性保护）或关闭 J17（无反极性）来闭合接地环路。
提供 VIN 卷tag电子铁路是必要的：
- 关闭引脚 5 和 2 之间的跳线 JP3 并打开 NUCLEO-F1RE 上的跳线 JP401
- 打开 NUCLEO-G5RB 上引脚 1 和 2 之间的跳线 JP5 并闭合引脚 3 和 4 之间的跳线 JP431
电源部分
电源部分涉及电源容量tage（CN1，引脚2和3用于VCC，引脚4用于GND），负载连接（CN1引脚1-4和CN1引脚5-4之间）和电磁兼容（EMC）保护。
- 输出通道 1 – 故障红色 LED
- 输出通道 2 – 故障红色 LED
- 输出通道 1 – 绿色 LED
- 输出通道 2 – 绿色 LED
- IPS2050HQ-32
- 输出和电源连接器
对于 EMC：
- SM15T39CA 瞬态卷tage 抑制器 (TR1)，通过关闭 JP3 启用，放置在 VCC 和 GND 轨道之间，以保护 IPS2050HQ-32 免受电源轨路径上高达 ±1kV/2Ω 耦合的浪涌放电；
- 在共模浪涌测试中，必须在预定位置焊接两个单层电容器（C1 和 C2 - 不包括在内）；
- IPS2050HQ-32输出tag根据 IEC61000-4-2、IEC61000-4-3、IEC61000-4-5 标准，es 不需要额外的 EMC 保护。
硬件要求
STEVAL-IFP044V1 扩展板设计用于与 NUCLEO-F401RE 或 NUCLEO-G431RB STM32 Nucleo 开发板配合使用。
要正常工作，STEVAL-IFP044V1 必须插入 STM3 Nucleo 板上匹配的 Arduino UNO R32 连接器引脚，如下所示。
系统要求
要将 STM32 Nucleo 开发板与 STEVAL-IFP044V1 扩展板一起使用，您需要：
- 一台 Windows PC/笔记本电脑（Windows 7 或更高版本）
- 使用 NUCLEO-F32RE 开发板时，用于将 STM401 Nucleo 板连接到 PC 的 A 型转 mini-B USB 电缆
- 使用 NUCLEO-G32RB 开发板时，用于将 STM431 Nucleo 板连接到 PC 的 A 型转 micro-B USB 电缆
- 安装在您的 PC/笔记本电脑上的 X-CUBE-IPS 固件和软件包
电路板设置
- 步骤1. 将 micro-USB 或 mini/USB 电缆连接到您的 PC 以使用 STEVAL-IFP044V1 和 NUCLEOF401RE 或 NUCLEO-G431RB 开发板
- 步骤2. 通过 STM32 ST-LINK 实用程序、STM32CubeProgrammer 并根据您的 IDE 环境将固件（.bin 或 .hex）下载到 STM32 Nucleo 开发板微控制器上，详见下表。
表 1. NUCLEO-F401RE 开发板支持的 IDE – bin filesNUCLEO-F401RE 爱尔兰 凯尔 STM32CubeIDE EWARM-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
MDK-ARM-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
STM32CubeIDE-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
表 2. NUCLEO-G431RB 开发板支持的 IDE – bin files
NUCLEO-G431RB 爱尔兰 凯尔 STM32CubeIDE EWARM-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
MDK-ARM-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
STM32CubeIDE-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
注意：二进制 file上表中列出的 s 包含在 X-CUBE-IPS 软件包中。 STEVAL-IFP044V1 与 X-NUCLEO-OUT04A1 完全兼容。
- 步骤3. 连接 IPS2050HQ-32 设备电源卷tage 通过 CN1（参见第 1.1.2 节电源部分）。
- 步骤4. 提供数字供应量tage（参见第 1.1.1 节数字部分）。
- 步骤5. 连接输出连接器上的负载（参见第 1.1.2 节电源部分）。
- 步骤6. 重置前任amp通过按下 STM32 Nucleo 板上的黑色按钮来执行序列。
- 步骤7. 按下 STM32 Nucleo 板上的蓝色按钮以在 ex 中进行选择amp默认固件包中提供的文件。
多板配置
还可以通过堆叠四个具有共享或独立电源轨和独立负载的 STEVAL-IFP044V1 来评估八通道数字输出模块。
在这种情况下，必须正确配置四块扩展板（如下表所示的板 0、1、2、3）：对于板 1、2、3，需要从默认情况下为每块板拆焊四个电阻根据下表将它们定位并焊接回备用位置。
表 3. 四个扩展板堆叠的配置
| 板号 | 输入1 | 输入2 | FLT1 | FLT2 |
| 董事会 0 | R101 | R102 | R103 | R104 |
| 董事会 1 | R131 | R132 | R133 | R134 |
| 董事会 2 | R111 | R112 | R113 | R114 |
| 董事会 3 | R121 | R122 | R123 | R124 |
重要的： 使用板 2 和板 3 时，两个跳线必须闭合 STM32 Nucleo 板上的 morpho 连接器引脚：
- CN7.35-36封闭
- CN10.25-26封闭
示意图
图 5. STEVAL-IFP044V1 电路原理图（1 of 2）
图 6. STEVAL-IFP044V1 电路原理图（2 of 2）
物料清单
表 4. STEVAL-IFP044V1 物料清单
| 物品 | 数量 | 参考。 | 零件/价值 | 描述 | 制造商 | 订购代码 |
| 1 | 1 | U1 | IPS2050HQ-32、QFN48L
8×6毫米 |
双 HS IPS | ST | IPS2050HQ-32 |
| 2 | 1 | CN1 | 5 路，1 排，TH 5mm，24 A | 连接器 | 沃思 | 691137710005 |
| 3 | C1,C2 不适用 | 4.7nF、1825、3kV | 电容器 | 威世 | HV1825Y472KXHATHV | |
| 3 | 1 | TR1 | SM15T39CA, 贴片机 | SMC 中 1500 W、33.3 V TVS | ST | SM15T39CA |
| 4 | 1 | D1 | STPS1H100A，SMA | 100 V、1 A 功率肖特基整流器 | ST | STPS1H100A |
|
5 |
10 |
J1、J2、J3、
J4、J5、J6、J7、J12、J13 J17 |
厚度 2.54mm |
2 路，1 行 |
沃思 |
61300211121 |
| 6 | J10, J11 不适用 | 厚度 2.54mm | 跳线 | – | – | |
| 7 | 2 | C4、C5 | 100nF, 0805, 100 伏 | 电容器 | 沃思 | 885012207128 |
| 8 | 1 | C6 | 2.2uF, 1206, 100V | 电容器 | AVX | 12061C225KAT2A |
| 9 | 2 | C7、C10 | 470pF, 0603, 16 伏 | 电容器 | 沃思 | 885012206032 |
| 10 | 2 | C8、C11 | 47nF, 0603, 16 伏 | 电容器 | 沃思 | 885012206044 |
| 11 | 2 | C9、C12 | 470nF, 0603, 25 伏 | 电容器 | 沃思 | 885012206075 |
| 12 | C13 不适用 | 100uF，TH，100V | 电容器 | – | – | |
| 13 | 4 | ISO1、ISO2 ISO3、ISO4 | TLP383，11-4P1A，VCE=80V VISO=5kV | 光耦 | 东芝沃特 | TLP383 140100146000 |
| 14 | 2 | R1，R2 | 27kΩ, 0603, 0.1 瓦 | 电阻器 | 多压缩 | MCMR06X2702FTL |
| 15 | 2 | R3，R4 | 22kΩ, 0603, 0.1 瓦 | 电阻器 | VISHAY | CRCW060322K0FKEA |
| 16 | 2 | R5，R6 | 390Ω, 0603, 0.1 瓦 | 电阻器 | 国巨 | RC0603FR-07390RL |
| 17 | 2 | DG1、DG2 | 150060GS75000, 0603 | 绿色LED | 沃思 | 150060GS75000 |
| 18 | 2 | R7，R8 | 22kΩ, 0603, 0.2 瓦 | 电阻器 | 泰康 | CRGH0603J22K |
| 19 | 2 | DR1、DR2 | 150060RS75000, 0603 | 红色LED | 沃思 | 150060RS75000 |
| 20 | 2 | J8，J9 | 贴片2.54mm | 6 路，2 排连接器 | 沃思 | 61030621121 |
| 21 | 4 | R9、R10、R14、R15 | 10kΩ, 0603, 0.1W, ±1% | 电阻器 | 伯恩斯 | CR0603-FX-1002ELF |
| 22 | 4 | R11、R12、R16、R17 | 0Ω, 0603, 0.1 瓦 | 电阻器 | 多压缩 | MCWR06X000 PTL |
| 23 | 2 | R13，R18 | 2.2kΩ, 0603, 0.1 瓦 | 电阻器 | 多压缩 | MCMR06X2201FTL |
| 24 | 4 | R101、R102、R103、R104 | 100Ω, 0603, 0.1W, ±0.5% | 电阻器 | 松下 | ERJ3BD1000V |
|
25 |
R111, R121, R131 R112, R122, R132 R113, R123, R133 R114, R124, R134 不适用 |
100Ω, 0603 |
电阻器 |
– |
– |
| 物品 | 数量 | 参考。 | 零件/价值 | 描述 | 制造商 | 订购代码 |
|
26 |
5 |
SW1、SW2、SW3、SW4、SW5 |
贴片2.54mm |
3 路，1 行 |
泰康 |
1241150-3 |
| 27 | 1 | CN2 | 厚度 5mm | 2 路，1 行 | 沃思 | 691137710002 |
| 28 | D2 不适用 | BAT48JFILM, SOD-323, 40
伏，0.35 安 |
VDD反极性保护 | ST | BAT48J电影 | |
| 29 | TR2 不适用 | ESDA15P60-1U1M, QFN-2L | 大功率瞬态卷tag抑制器 | ST | ESDA15P60-1U1M | |
| 30 | 1 | CN5 | 厚度 2.54mm | 10 路，1 行 | SAMTEC 4UCON | ESQ-110-14-TS 17896 |
| 31 | 2 | CN6、CN9 | 厚度 2.54mm | 8路，1行 | SAMTEC 4UCON | ESQ-108-14-TS 15782 |
| 32 | 1 | CN8 | 厚度 2.54mm | 6 路，1 行 | SAMTEC 4UCON | ESQ-106-04-TS 15781 |
| 33 | CN7, CN10 不适用 | 厚度 2.54mm | 连接器 | SAMTEC公司 | ESQ-119-14-TD | |
|
34 |
5 |
TP1、TP2、TP3、TP4、TP5 |
通径d=1mm |
测试点 |
RS |
262-2034 |
板子版本
表 5. STEVAL-IFP044V1 版本
| PCB 版本 | 示意图 | 物料清单 |
| 史蒂夫$IFP044V1A （1） | STEVAL$IFP044V1A原理图 | STEVAL$IFP044V1A 物料清单 |
此代码标识了 STEVAL-IFP044V1 评估板的第一版。 它印在电路板上。
监管合规信息
美国联邦通信委员会 (FCC) 通知
仅用于评估； 未经 FCC 批准转售
FCC 通知 – 该套件旨在允许：
- 产品开发人员评估与套件相关的电子元件、电路或软件，以确定是否将这些项目合并到成品中，以及
- 软件开发人员编写与最终产品一起使用的软件应用程序。
该套件不是成品，组装后不得转售或以其他方式销售，除非首先获得所有必需的 FCC 设备授权。 操作的前提是本产品不会对许可的无线电台造成有害干扰，并且本产品接受有害干扰。 除非组装的套件设计用于本章第 15 部分、第 18 部分或第 95 部分，否则套件的操作员必须在 FCC 许可证持有人的授权下操作，或者必须根据本章 5 的第 3.1.2 部分获得实验授权。 XNUMX.
加拿大创新、科学和经济发展部 (ISED) 通知
仅用于评估目的。 该套件产生、使用并可以辐射射频能量，并且未经测试是否符合加拿大工业 (IC) 规定的计算设备限制。
À des fins d'évaluation 独特性。 Ce kit génère，利用 et peut émettre de l'énergie radiofréquence et n'a pas été testé pour sa conformité aux limites des appareils informatiques conformément aux règles d'Canada (IC)。
欧盟通知
本设备符合指令 2014/30/EU (EMC) 和指令 2015/863/EU (RoHS) 的基本要求。
英国声明 本设备符合 2016 年英国电磁兼容性法规（UK SI 2016 No. 1091）和 2012 年电气和电子设备中限制使用某些有害物质法规（UK SI 2012 No. 3032） ).
修订历史
表 6. 文档修订历史
| 日期 | 修订 | 更改 |
| 29 年 2022 月 XNUMX 日 | 1 | 初始版本。 |
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STMicroelectronics STEVAL-IFP044V1 工业数字输出扩展板 [pdf] 用户手册 STEVAL-IFP044V1,工业数字输出扩展板,STEVAL-IFP044V1工业数字输出扩展板,数字输出扩展板,输出扩展板,扩展板,板卡 |
