STMicroelectronics STEVAL-IFP047V1工业数字输出扩展板基于ISO808-1，与STM32 Nucleo兼容。它提供了一个强大、灵活的环境，用于评估ISO808-1八通道高侧智能电源固态继电器的驱动和诊断功能，具有嵌入式电流隔离，在连接1.0A工业负载的数字输出模块中。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-IFP047V1数字输出扩展板数据手册.pdf

特性

• 基于ISO808-1八路高侧开关，特性包括：
  • 工作范围：9.2V至36V
  • 低功耗 (RON(MAX) = 260mΩ)
  • 处理侧工作电流：每通道高达1A
  • 嵌入式2.5kVRMS电流隔离
  • 直接（抖动<20us）和同步（抖动< 6us）控制模式
  • 用于电感负载的快速衰减
  • 欠压锁定
  • 过载和过热保护
  • 接地失效保护
  • TFQFPN32封装
• 应用板处理侧工作范围：10V（J10打开）至33V（J9关闭）
• 处理侧扩展工作范围为9.2V（J10关闭）至36V（J9打开）
• 应用板逻辑侧工作电压：3.3V至5V
• 用于输出开/关状态的绿色LED（J6和J7关闭1-2、3-4、5-6、7-8）
• 红色LED指示常见过热和通信错误诊断（J3关闭1-2）
• 黄色LED指示输出使能状态（J3关闭5-6）
• 直接控制模式（J1、J2关闭）
• 同步控制模式（J1、J2打开）
• 处理侧和逻辑侧电源轨反极性保护
• 兼容STM32 Nucleo开发板
• 配备Arduino® UNO R3连接器
• 符合RoHS指令和中国RoHS指令
• 通过CE认证

示意图

STEVAL-IFP047V1 工业数字输出扩展板技术解析与应用

‌摘要‌
STEVAL-IFP047V1 是意法半导体推出的一款工业数字输出扩展板，其核心基于 ISO808-1 八通道高端智能功率固态继电器，集成了电气隔离与多重保护功能，专用于驱动工业负载。本文结合数据手册内容，详细分析其技术特性、硬件设计及应用场景。

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一、核心器件与功能特性

1. 主控芯片 ISO808-1

• ‌电气参数‌：
  • 工作电压范围：9.2V 至 36V
  • 导通电阻：最大值 260mΩ（低功耗设计）
  • 单通道输出电流：最高 1A
  • 隔离能力：嵌入式 2.5k VRMS 电气隔离
• ‌控制模式‌：
  • 直接控制模式（抖动 < 20μs）：通过跳线 J1、J2 闭合启用
  • 同步控制模式（抖动 < 6μs）：跳线 J1、J2 断开时启用
  • 支持感性负载快速衰减功能

2. 扩展板硬件特性

• ‌电源设计‌：
  • 逻辑侧电压：3.3V 至 5V
  • 过程侧电压：默认 10V（J10 开路）至 33V（J9 闭合）；扩展模式下可达 9.2V（J10 闭合）至 36V（J9 开路）
  • 集成反极性保护（过程侧与逻辑侧）
• ‌状态指示‌：
  • 绿色 LED：输出通道开关状态（通过 J6、J7 跳线配置）
  • 红色 LED：过热与通信错误诊断（J3 跳线 1-2 闭合）
  • 黄色 LED：输出使能状态指示（J3 跳线 5-6 闭合）

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二、硬件架构与接口设计

1. 电路架构

• ‌隔离设计‌：通过 ISO808-1 实现微控制器与过程级的电气隔离，满足工业环境安全需求。
• ‌接口兼容性‌：
  • 支持 STM32 Nucleo 开发板（如 NUCLEO-F401RE、NUCLEO-G431RB）
  • 配备 Arduino UNO R3 连接器与 Morpho 接口
• ‌保护机制‌：
  • 欠压锁定（UVLO）
  • 过载与过温保护
  • 接地失效保护

2. 扩展灵活性

• ‌独立供电配置‌：EXT_Vdd 引脚支持最高 5.5V（独立使用时）或 3.3V（连接 Nucleo 板时）
• ‌堆叠能力‌：支持与其他扩展板组合使用，构建复杂系统。

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三、典型应用场景

1. 工业自动化

• ‌可编程逻辑控制器‌：通过数字输出模块驱动继电器、电磁阀等工业负载。
• ‌电机控制‌：支持同步与直接控制模式，适用于高精度时序要求的场景。

2. 评估与开发

• ‌STM32Cube 生态集成‌：配套 X-CUBE-IPS 软件扩展包，简化驱动开发流程。
• ‌诊断功能验证‌：利用板载指示灯与跳线配置，实时监控输出状态与故障信息。

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四、设计要点与优化建议

1. ‌散热管理‌
   低导通电阻（260mΩ）减少功耗，但需通过 PCB 布局优化散热路径，避免长期高负载运行导致过热。
2. ‌控制模式选择‌
   • 高实时性场景：优先选用同步控制模式（抖动 < 6μs）
   • 常规应用：直接控制模式可满足多数需求
3. ‌合规性认证‌
   板卡符合 RoHS、中国 RoHS 及 CE 认证标准，适用于全球市场。