X-NUCLEO-DO41A1

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描述

X-NUCLEO-DO41A1工业数字输出扩展板专为STM32 Nucleo设计，提供强大且灵活的评估环境，用于测试IPS4140HQ-1四通道高边智能功率固态继电器在连接至≤1 A工业负载的数字输出模块中的驱动和诊断能力。

X-NUCLEO-DO41A1扩展板具备两个电气隔离的应用端：逻辑端和过程端。两端通过STISO621数字隔离器提供的2.8 kVRMS电隔离实现分离。

逻辑端是MCU的工作区域，由VISO_L轨供电（3.3 V或5.0 V，具体取决于SW1的设置）。板载的Arduino® UNO R3连接器可与NUCLEO-F401RE或NUCLEO-G431RB开发板连接。

当X-NUCLEO-DO41A1堆叠在NUCLEO-F401RE或NUCLEO-G431RB上时，如果通过USB线缆连接至PC/笔记本电脑，则VISO_L由Nucleo板供电。如果独立使用X-NUCLEO-DO41A1，则VISO_L可以由CN6[4]（SW1 = 闭合1-2）或CN6[5]（SW1 = 闭合2-3）供电。默认情况下，CN5[1, 2]和CN9[7, 8]上的信号可被驱动为高/低电平，从而激活或停用连接至CN2[1, 2]和CN3[1, 2]的过程端负载。IPS4140HQ-1内部嵌入的四个输出开关的热诊断信号通过CN5[9, 10]和CN8[5, 6]进行报告。开关SW2、SW3、SW4、SW5为用户提供灵活性，可重新映射CN5、CN8和CN9上的驱动信号IN1、IN2、IN3以及STATUS1（更多详情请参见原理图）。

过程端是工业现场的应用端（24 V工作轨）。过程端具备两个电源轨：VCC轨（通常连接至24 V轨）和由板载LDO40LPU33 (U8) 生成的VISO_P (3.3 V)。

VCC轨通过STPS1H100A保护以防止CN1上的极性反接（J1保持开路时有效）以及通过SMC30J30CA (U2) 保护以防止浪涌脉冲（J2闭合时有效）。VCC轨同时为IPS4140HQ-1和LDO40LPU33供电。

VISO_P轨为数字隔离器以及红色诊断LED（D7、D8、D9、D10）供电，分别指示输出通道OUT1、OUT2、OUT3、OUT4的过热故障。

最多可在CN2[1, 2]和CN3[1, 2]连接器与过程端接地 (CN1[2]) 之间连接四个工业负载。四个绿色LED（D1、D2、D3、D4）可用于监控各输出开关OUT1、OUT2、OUT3、OUT4的开/关状态。通过J4位置开路（1-2、3-4、5-6、7-8），可禁用这些绿色LED。

此外，还可以评估由X-NUCLEO-DO41A1堆叠在其他扩展板上组成的系统。

所有功能
基于IPS4140HQ-1四通道高边开关，具体特性如下：

工作电压范围：10.5 V至36 V

工作电流范围：各通道≤ 1 A

3.3 V和5 V兼容I/O

低功耗（待机电流 = 250 μA，R_ON(TYP) = 80 mΩ）

可驱动电阻、电容和电感负载（支持快速消磁）

带滞后的欠压关断

每通道开漏热故障诊断引脚

每通道过载、短路和热结保护

外壳过温保护

外壳过温保护复位时不同时重新激活通道

接地失效保护

设计符合行业标准：IEC61131-2、IEC61000-4-2（最高±25 kV）、IEC61000-4-4和IEC61000-4-5

采用QFN48L 8x6 mm封装

过程端工作范围：11 V或36 V

通过STPS1H100A实现过程端反向极性保护（J1开路）

通过SMC30J30CA实现电源轨浪涌脉冲保护（J2闭合）

板载高效LDO 24 V至3.3 V (LDO40LPU33)

指示输出开/关状态的绿色LED（J4闭合1-2、3-4、5-6、7-8）

指示热故障的红色LED（D7、D8、D9、D10）

通过STISO621数字隔离器实现逻辑端与过程端的电气隔离
逻辑端工作电压为3.3 V（SW1闭合1-2）或5 V（SW1闭合2-3）

逻辑端配有Arduino® UNO R3连接器

驱动输出通道的数字信号（默认 = CN5[1, 2]、CN9[7, 8]）

用于热诊断的数字信号（默认 = CN5[9, 10] 和 CN8[5, 6]）

通过SW2、SW3、SW4、SW5可轻松重新配置数字信号

与STM32 Nucleo开发板兼容

符合RoHS和中国RoHS标准

通过CE认证
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