STMicroelectronics STEVAL-IFP040V1 tööstuslik digitaalse väljundi laiendusplaat

Sissejuhatus

STEVAL-IFP040V1 on tööstuslik digitaalse väljundi laiendusplaat. See pakub võimsat ja paindlikku keskkonda IPS1025HFQ ühe kõrge küljega nutika võimsusega pooljuhtrelee juhtimis- ja diagnostikavõimaluste hindamiseks digitaalses väljundmoodulis, mis on ühendatud 2.5 A tööstuslike koormustega.
STEVAL-IFP040V1 saab liidestuda STM32 Nucleo mikrokontrolleriga 5 kV optronide kaudu, mida juhivad GPIO tihvtid ja Arduino® UNO R3 pistikud.
Laiendusplaadi saab ühendada kas NUCLEO-F401RE või NUCLEO-G431RB arendusplaadiga.
Samuti saate hinnata süsteemi, mis koosneb STEVAL-IFP045V1-st, mis on virnastatud STEVAL-IFP040V1 laiendusplaadile.
Varustades STEVAL-IFP045V1 läbi põhitoiterööpa ja STEVAL-IFP040V1 läbi STEVAL-IFP045V1 väljundi, saate saavutada ohutussüsteemide ühekanalilise digitaalväljundi tüüpilise arhitektuuri. Protsess stages kahe laiendusplaadi tulemuseks on kaskaaditud. STEVAL-IFP040V1 väljundiga ühendatud koormust saab toita ainult siis, kui mõlemad kaskaadsüsteemid töötavad korralikult.

Joonis 1. STEVAL-IFP040V1 laiendusplaat

Läbiview

STEVAL-IFP040V1 sisaldab intelligentset toitelülitit IPS1025HFQ (IPS), millel on ülevoolu- ja ülekuumenemiskaitse ohutuks väljundkoormuse juhtimiseks. IC pakub ka oma väljundi kiiret aktiveerimisttage isegi sisselülitamisel. Tegelikult on väljundi levimisviivituse sisend käivitamisel garanteeritud ≤ 60 µs.
Plaat on loodud vastama kasutaja- ja toiteliidese vahelise galvaanilise isolatsiooni rakendusnõuetele.
Optiline isolatsioon vastab sellele nõudele. Isolatsiooni teostatakse viie optroni (ISO1, ISO2, ISO3, ISO4 ja ISO5) kaudu sisendsignaali seadmesse edastamiseks, seadme FLT diagnostiliste tagasiside signaalide ja kahe lisasignaali abil ohutusrakenduse optimeerimiseks (Nch-DRV jaoks väljundi kiire tühjenemise juhtimine voltage ja OUT_FB väljundi s sisse/välja oleku jälgimisekstagja).

Laiendusplaadi omadused:

• Põhineb ühel kõrgel küljel asuval lülitil IPS1025HFQ, millel on:
  • Tööpiirkond kuni 60 V
  • Madal võimsuse hajumine (RON(MAX) = 25 mΩ)
  • Levimise viivitus käivitamisel < 60 µs
  • Kiire lagunemine induktiivkoormustele
  • Mahtuvusliku koormuse nutikas juhtimine
  • Alla voltage lukustus
  • Ülekoormus- ja ülekuumenemiskaitse
  • QFN48L 8×6 mm pakend
• Rakendusplaadi töövahemik: 8-33 V/0-2.5 A
• Laiendatud voltage tööpiirkond (J3 avatud) kuni 60 V
• Roheline LED väljundi sisse/välja oleku jaoks (J11 sulgemine 3-4 ja SW5 sulgemine 1-2)
• Punased LEDid ülekoormuse ja ülekuumenemise diagnostikaks (SW2 ja SW4 sulguvad 2-3)
• Väljund voltage sisse/välja oleku tagasiside (J11 sulgemine 1-2)
• Juhtsignaal väljundi kiireks tühjendamisekstage (J11 suletakse 5-6, J12 suletakse)
• Väline kiirlahenduslülitus tohutute induktiivsete koormuste jaoks (J11 sulgemine 7-8)
• 5 kV galvaaniline isolatsioon
• Toiterööpa vastaspolaarsuse kaitse
• Ühildub STM32 Nucleo arendusplaatidega
• Varustatud Arduino® UNO R3 pistikutega
• CE sertifikaadiga
• RoHS-i ja Hiina RoHS-iga ühilduv
• FCC pole edasimüügiks heaks kiidetud

Digitaalne sektsioon

Digitaalne sektsioon on seotud STM32 liidesega ja digitaalse toiteallikagatage STEVAL-IFP040V1 laiendusplaadile ja sealt tagasi.
Joonis 2. STEVAL-IFP040V1 laiendusplaat: digitaalse liidese sektsioon
Roheline punktiirjoon tähistab kogu digitaalse liidese osa. Roosad ristkülikud tähistavad Arduino® UNO R3 pistikuid.

Neli Arduino® UNO R3 pistikut:

• võimaldama laiendusplaadil suhelda STM32 Nucleo arendusplaadi mikrokontrolleriga, mis pääseb juurde STM32 välisseadmetele ja GPIO ressurssidele;
• andma digitaalset varustust voltage STM32 Nucleo arendusplaadi ja STEVAL-IFP040V1 laiendusplaadi vahel mõlemas suunas.

Tavaliselt varustab STM32 Nucleo arendusplaat laiendusplaati USB genereeritud 3v3 või 5v0 abil. Saate valida eelistatud mahutage laiendusplaadil SW3 kaudu (3v3 sulgemistihvtid 1-2; 5v0 sulgemistihvtid 2-3).
Alternatiivina on võimalik STM32 Nucleo arendusplaati varustada laiendusplaadiga. Sel juhul kasutatakse välist toiteallikat voltage (7-12 V) tuleb ühendada laiendusplaadi CN2-pistikuga (vaikimisi pole paigaldatud) ja maandusahel tuleb sulgeda, paigaldades D2 (lubab vastupidise polaarsuse kaitse) või sulgedes J2 (ilma vastupidise polaarsuseta) .

VIN-koodi esitamiseks voltage raudtee, on vaja:

• sulgege JP5 hüppaja kontaktide 2 ja 3 vahel ning avage NUCLEO-F1RE JP401 hüppaja;
• avage NUCLEO-G5RB tihvtide 1 ja 2 vahel olev JP5 hüppaja ning sulgege JP3 hüppaja kontaktide 4 ja 431 vahel.

Võimsussektsioon

Toitesektsioon hõlmab toiteallika voltage (CN1, kontaktid 4 ja 5 VCC jaoks, kontaktid 3 GND jaoks), koormusühendus (koormust saab ühendada kontaktide CN1.1 ja CN1.3 või CN1.2 ja CN1.3 vahele; mõlemad väljundkontaktid on ühendatud üksainus väljundkanal, nagu on näidatud jaotises 2 skemaatilised diagrammid) ja elektromagnetilise ühilduvuse (EMC) kaitse.

Joonis 3. STEVAL-IFP040V1 laiendusplaat: toitesektsiooni komponendid

1. Ületemperatuuri punane LED
2. Ülekoormus punane LED
3. IPS1025HFQ
4. Väljundkanal – roheline LED
5. Väljundi ja toiteallika pistik

EMC jaoks:

• SM15T39CA transient voltagSupressor (TR1), mis on aktiveeritud J3 sulgemisega, asetatakse VCC ja GND rööbasteede vahele, et kaitsta IPS1025HFQ-d liigvoolu eest toiterööpa trajektooril kuni ±1 kV/2 Ω ühenduses;
• ühisrežiimi liigpinge testimisel tuleb eelsoodustatud kohtades jootma kaks ühekihilist kondensaatorit (C1 ja C2 – ei kuulu komplekti);
• IPS1025HFQ väljund stagei vaja täiendavaid EMC-kaitseid vastavalt standarditele IEC61000-4-2, IEC61000-4-3, IEC61000-4-4, IEC61000-4-5, IEC61000-4-8.

STEVAL-IFP040V1 EMC jõudlus on üksikasjalikult kirjeldatud allpool:

• heite puhul vastavus standarditele:
  • EN IEC 61000-6-3: 2021
  • EN 55032: 2015 + A1: 2020
• puutumatuse puhul vastavus standarditele:
  • EN IEC 61000-6-1: 2019
  • EN 55035: 2017 + A11: 2020

Riistvaranõuded

STEVAL-IFP040V1 laiendusplaat on mõeldud kasutamiseks koos NUCLEO-F401RE või NUCLEO-G431RB STM32 Nucleo arendusplaatidega.
Korrektseks toimimiseks tuleb STEVAL-IFP040V1 ühendada STM3 Nucleo arendusplaadi vastavate Arduino® UNO R32 pistikute külge, nagu allpool näidatud.

Joonis 4. STEVAL-IFP040V1 ja STM32 Nucleo virn

Süsteeminõuded

STM32 Nucleo arendusplaatide kasutamiseks koos laiendusplaadiga STEVAL-IFP040V1 vajate:

• Windowsi arvuti/sülearvuti (Windows 7 või uuem)
• A-tüüpi mini-B USB-kaabel STM32 Nucleo arendusplaadi ühendamiseks arvutiga, kui kasutate arendusplaati NUCLEO-F401RE
• A-tüüpi mikro-B USB-kaabel STM32 Nucleo arendusplaadi ühendamiseks arvutiga, kui kasutate arendusplaati NUCLEO-G431RB
• teie arvutisse/sülearvutisse installitud X-CUBE-IPS püsivara ja tarkvarapakett

Tahvli seadistamine

1. samm Ühendage mikro-USB- või mini-USB-kaabel arvutiga, et kasutada STEVAL-IFP040V1 koos arendusplaadiga NUCLEO-F401RE või NUCLEO-G431RB.
2. samm. Laadige püsivara (.bin) alla STM32 Nucleo arendusplaadi mikrokontrollerisse utiliidi STM32ST-LINK, STM32CubeProgrammer ja vastavalt teie IDE keskkonnale, nagu on kirjeldatud allolevas tabelis.

Tabel 1. NUCLEO-F401RE arendusplaadi toetatud IDE-d – bin files

NUCLEO-F401RE
IAR	Keil®	STM32CubeIDE
EWARM-OUT15- STM32F4xx_Nucleo.bin	MDK-ARM-OUT15- STM32F4xx_Nucleo.bin	STM32CubeIDE-OUT15- STM32F4xx_Nucleo.bin

Tabel 2. NUCLEO-G431RB arendusplaadi toetatud IDE-d – bin files

NUCLEO-G431RB
IAR	Keil®	STM32CubeIDE
EWARM-OUT15- STM32G4xx_Nucleo.bin	MDK-ARM-OUT15- STM32G4xx_Nucleo.bin	STM32CubeIDE-OUT15- STM32G4xx_Nucleo.bin

Märkus. Binaarne fileülaltoodud tabelites loetletud s sisalduvad X-CUBE-IPS tarkvarapaketis. STEVAL-IFP040V1 ühildub täielikult mudeliga X-NUCLEO-OUT15A1.

• 3. samm. Ühendage IPS1025HFQ seadme toiteallikas voltage CN1 kaudu (vt jaotist 1.1.2 Toide).
• 4. samm. Andke digitaalvarustus voltage (vt jaotis 1.1.1 Digitaalne jaotis).
• 5. samm. Ühendage koormus väljundpistikuga (vt jaotist 1.1.2 Toide).
• 6. samm. Lähtestage endineample jada, kasutades musta surunuppu.
• 7. samm. Vajutage STM32 Nucleo sinist nuppu, et valida ntamppüsivara paketis.

Skemaatilised diagrammid

Materjalide arve

Üksus	Kk	Ref.	Osa/väärtus	Kirjeldus	Tootja	Tellimuse kood
1		C1 C2 NM	4700pF, 1825 (4564 Metric), 3000 V (3kV) V, 10 %	CAP CER 4700PF 3KV X7R 1825	Vishay Vitramon	HV1825Y472KXHATHV
2	2	C4 C5	0.1 uF, 0805 (2012. aasta mõõdik), 100 V, 10 %	CAP CER 0.1UF 100V X7R 0805	Würthi elektroonika	885012207128
3	1	C6	2.2 uF, 1206 (3216. aasta mõõdik), 100 V, 10 %	CAP CER 2.2UF 100V X7R 1206	AVX Korporatsioon	12061C225KAT2A
4	1	C7	470pF, 0603 (1608. aasta mõõdik), 50 V, 5 %	CAP CER 470PF 50V C0G/NP0 0603	Wurth Electronics Inc.	885012006061
5	1	C8	47nF, 0603 (1608. aasta mõõdik), 16 V, 10 %	CAP CER 0.047UF 50V X7R 0603	Wurth Electronics Inc.	885012206044
6	1	C9	470nF, 0603 (1608. aasta mõõdik), 25 V, 10 %	CAP CER 0.47UF 25V X7R 0603	Wurth Electronics Inc.	885012206075
7		C10 NM	100 uF, radiaal, purk, 100 V, 20 %	CAP 100 UF 20% 100 V	Würthi elektroonika	860130878011
8	1	CN1	691137710005	TERM BLK 5POS SIDE ENTRY 5MM PCB	Würthi elektroonika	691137710005
9		CN2 NM	691214110002, 7.4x7 samm 3.5	TERM BLK 2POS SIDE ENT 3.5MM PCB	Wurth Electronics Inc.	691214110002
10	1	CN5	SSQ-110-04-F-S	CONN RCPT 10POS 0.1 GOLD PCB	Samtec Inc.	SSQ-110-04-FS
11	2	CN6 CN9	SSQ-108-04-F-S	CONN RCPT 8POS 0.1 GOLD PCB	Samtec Inc.	SSQ-108-04-FS
12		CN7 CN10 NM	SSQ-119-04-L-D	CONN RCPT 38POS 0.1 GOLD PCB	Samtec Inc.	SSQ-119-04-LD
13	1	CN8	SSQ-106-04-F-S	CONN RCPT 6POS 0.1 GOLD PCB	Samtec Inc.	SSQ-106-04-FS
14	2	D1 D4	STPS1H100A, SMA	100 V, 1 A võimsusega Schottky alaldi	ST	STPS1H100A
15	0	D2	BAT48JFILM, SOD323	40 V, 350 mA aksiaalne üldotstarbeline signaal Schottky diood (pole paigaldatud)	ST	BAT48JFILM

Üksus	Kk	Ref.	Osa/väärtus	Kirjeldus	Tootja	Tellimuse kood
16	1	D3	BAT41ZFILM, SOD-123	100 V, 200 mA pindpaigaldatav üldotstarbeline signaal Schottky diood	ST	BAT41ZFILM
17	1	D8	TDZ6V2J,115, SC-90, SOD-323F, 1.1 V @ 100 mA V, 3 uA @ 4 V A, 500 m W	DIOOD ZENER 6.2V 500MW SOD323F	Neexperia USA Inc.	TDZ6V2J,115
18	1	DG1	150060VS7500 0, 0603 (1608 Meetriline), 20m A	LED ROHELINE CLEAR 0603 SMD	Wurth Electronics Inc.	150060VS75000
19	2	DR1 DR2	150060RS7500 0, 0603 (1608 Meetriline), 20m A	LED PUNANE CLEAR 0603 SMD	Wurth Electronics Inc.	150060RS75000
20	5	ISO1 ISO2 ISO3 ISO4 ISO5	140109146000, LSOP04	OPTOISO 5KV TRANSISTOR	Wurth Electronics Inc.	140109146000
21	7	J2 J3 J4 J5 J6 J8 J12	JUMPER-con2- riba-mees	JUMPER- CONN HEADER .100 STR 2POS	Wurth Electronics Inc.	61300211121
22		J7 NM	JUMPER-con2- strip-mees,	JUMPER- CONN HEADER .100 STR 2POS	–	–
23	1	J9	con6-2×3-riba- isane	CONN HEADER .100 DUAL STR 6POS	Wurth Electronics Inc.	61300621121
24	1	J11	con8-2×4-riba- isane	CONN HEADER .100 DUAL STR 8POS	Wurth Electronics Inc.	61300821121
25	1	Q1	STN2NF10, SOT-223	N-kanal 100 V, 0.23 oomi, 2.4 A STripFET II võimsusega MOSFET	ST	STN2NF10
26	2	R1 R17	27K, 0603 (1608 Metric), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 27K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0727KL
27	2	R2 R18	390, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 390 OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-07390RL
28	2	R3 R12	22k, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 22K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0722KL
29	4	R4 R5 R9 R10	0, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, hüppaja	RES SMD 0 OHM JUMPER 1/10W 0603	Panasonicu elektroonilised komponendid	ERJ-3GEY0R00V
30	4	R6 R11 R16 R21	2.2K, 0603 (1608 Metric), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 2.2K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-072K2L

Üksus	Kk	Ref.	Osa/väärtus	Kirjeldus	Tootja	Tellimuse kood
31	2	R7 R8	10k, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 10K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0710KL
32	1	R15	12k, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 12K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0712KL
33	1	R19	1k, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 1K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-071KL
34	1	R20 MIS TAHES	6.8k, 0603 (1608 Metric), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	LIITU TAKISTUS SMD 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-D76K8L
35	5	R101 R103 R108 R110 R114	100, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 100 OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-07100RP
36		R102 R104 R107 R115 R116 NM	100, 0603 (1608 Meetriline), 0.1 W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 100 OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-07100RP
37	5	SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 vaikimisi: SULETUD 1-2	con3-riba-mees	CONN HEADER .100 STR 3POS	Wurth Electronics Inc.	61300311121
38	5	TP1 TP2 TP3 TP4 TP5	5001, 0.100 tolli läbimõõt x 0.180 l (2.54mm x 4.57mm)	TEST PUNKTI PC MINI 040″D MUST	Keystone elektroonika	5001
39	1	TR1	SM15T39CA DO-214AB, SMC 1500 W (1.5 kW)	TVS DIOOD 33.3V 69.7V SMC	ST	SM15T39CA
40	0	TR2	ESDA15P60-1U 1M, QFN-2L	Suure võimsusega transient voltage-supressor (pole paigaldatud)	ST	ESDA15P60-1U1M
41	1	TR3	SM15T10AY, SMC	Autotööstuse 1500 W, 8.55 V TVS SMC-s	ST	SM15T10AY
42	1	U1	IPS1025HFQ QFN48L 8 × 6 mm	Kõrge kasutegur, laiendatud diagnostikaga kõrge külglüliti, nutikas sõit mahtuvuslike koormuste jaoks ja lühike levimisviivitus sisselülitamisel	ST	IPS1025HFQ
43	16	N/A Vaadake Jx ja SWx komplektiteavet	2.54 mm	Sulgege hüppaja	Wurth Electronics Inc.	60900213421

Tahvli versioonid

PCB versioon	Skemaatilised diagrammid	Materjalide arve
STEVAL$IFP040V1A (1)	STEVAL$IFP040V1A skemaatilised diagrammid	STEVAL$IFP040V1A materjalileht

See kood identifitseerib STEVAL-IFP040V1 hindamisplaadi esimese versiooni. See on trükitud plaadile PCB.

Teave eeskirjade järgimise kohta

Teatis USA föderaalsele kommunikatsioonikomisjonile (FCC)

Ainult hindamiseks; ei ole FCC edasimüügiks heaks kiidetud

FCC MÄRKUS – see komplekt on loodud võimaldama:

1. Tootearendajad hindavad komplektiga seotud elektroonilisi komponente, vooluringe või tarkvara, et teha kindlaks, kas lisada sellised elemendid valmistootesse ja
2. Tarkvaraarendajad lõpptootega kasutamiseks mõeldud tarkvararakenduste kirjutamiseks.

See komplekt ei ole valmistoode ja kokkupanduna ei tohi seda edasi müüa ega muul viisil turustada, välja arvatud juhul, kui eelnevalt on hankitud kõik nõutavad FCC seadmete load. Kasutamise tingimuseks on, et see toode ei põhjusta kahjulikke häireid litsentsitud raadiojaamadele ja see toode aktsepteerib kahjulikke häireid. Välja arvatud juhul, kui kokkupandud komplekt on kavandatud töötama käesoleva peatüki osa 15, 18 või 95 kohaselt, peab komplekti käitaja tegutsema FCC litsentsiomaniku alluvuses või hankima katseloa käesoleva peatüki 5 osa 3.1.2 alusel. XNUMX.

Kanada innovatsiooni, teaduse ja majandusarengu teatis (ISED)

Ainult hindamise eesmärgil. See komplekt genereerib, kasutab ja võib kiirata raadiosageduslikku energiat ning selle vastavust arvutusseadmete piirangutele ei ole testitud Industry Canada (IC) reeglite kohaselt.

Teade Euroopa Liidule

See seade vastab direktiivi 2014/30/EL (EMC) ja direktiivi 2015/863/EL (RoHS) olulistele nõuetele.

Teade Ühendkuningriigi kohta

See seade vastab Ühendkuningriigi 2016. aasta elektromagnetilise ühilduvuse eeskirjadele (UK SI 2016 nr 1091) ja teatud ohtlike ainete kasutamise piirangutele elektri- ja elektroonikaseadmete eeskirjades 2012 (UK SI 2012 nr 3032).

Viited

Tasuta saadaval aadressil www.st.com:

1. IPS1025HF andmeleht
2. UM3035: "STM32 Nucleo tööstusliku digitaalväljundi tarkvaraga X-CUBE-IPS alustamine"
3. NUCLEO-F401RE dokumentatsioon
4. NUCLEO-G431RB dokumentatsioon

Läbivaatamise ajalugu

Kuupäev	Läbivaatamine	Muudatused
29. august 2022	1	Esialgne vabastamine.

Tabel 5. Dokumendi redaktsioonide ajalugu

TÄHTIS MÄRKUS – LUGEGE HOOLIKAS

• STMicroelectronics NV ja selle tütarettevõtted („ST”) jätavad endale õiguse teha ST-toodetes ja/või selles dokumendis igal ajal ilma ette teatamata muudatusi, parandusi, täiendusi, modifikatsioone ja täiendusi. Ostjad peaksid enne tellimuste esitamist hankima uusima asjakohase teabe ST-toodete kohta. ST tooteid müüakse vastavalt ST müügitingimustele, mis kehtisid tellimuse kinnitamise ajal.
• Ostjad vastutavad ainuisikuliselt ST-toodete valiku, valiku ja kasutamise eest ning ST ei vastuta rakendusabi ega ostjate toodete disaini eest.
• ST ei anna siinkohal mingit otsest ega kaudset litsentsi ühelegi intellektuaalomandi õigusele.
• ST-toodete edasimüük, mille sätted erinevad siin esitatud teabest, tühistab ST-i antud tootele antud garantii.
• ST ja ST logo on ST kaubamärgid. ST-kaubamärkide kohta lisateabe saamiseks vaadake www.st.com/trademarks. Kõik muud toote- või teenusenimed kuuluvad nende vastavatele omanikele.
• Selles dokumendis sisalduv teave asendab ja asendab selle dokumendi varasemates versioonides esitatud teabe.
  © 2022 STMicroelectronics – kõik õigused kaitstud

Dokumendid / Ressursid

STMicroelectronics STEVAL-IFP040V1 tööstuslik digitaalse väljundi laiendusplaat [pdfKasutusjuhend STEVAL-IFP040V1 tööstuslik digitaalse väljundi laiendusplaat, tööstuslik digitaalväljundi laiendusplaat, digitaalse väljundi laiendusplaat, laiendusplaat, plaat

Viited

• Kasutusjuhend