STMicroelectronics STEVAL-IFP046V1扩展板是用于IPS1025H-32的工业数字输出扩展板。IPS1025H-32单通道高侧智能电源固态继电器可在连接5.7A工业负载的数字输出模块中评估。STEVAL-IFP046V1板通过5kV光耦合器（由GPIO引脚和Arduino R3连接器驱动）与STM32 Nucleo上的微控制器连接。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-IFP046V1扩展板数据手册.pdf

特性

• 基于IPS1025H-32单通道高侧开关，具有以下特性：
  • 工作电压范围：高达60V
  • 低功耗 (R ON(MAX) =25mΩ)
  • 用于电感负载的快速衰减
  • 智能驱动电容负载
  • 欠压锁定
  • 过载和过热保护
  • QFN48L 8mm x 6mm封装
• 应用板工作电压范围：8V至33V/0A至5.7A
• 扩展工作电压范围（J3开路）：高达60V
• 用于指示输出开/关状态的绿色LED
• 用于指示过载和过热诊断的红色LED
• 5kV电隔离
• 电源轨反向极性保护
• 兼容STM32 Nucleo开发板
• 配有Arduino UNO R3连接器
• 通过CE认证
• 符合RoHS指令和中国RoHS指令
• 未批准FCC转售

布局

STEVAL-IFP046V1工业数字输出扩展板技术解析与应用指南

一、产品概述与核心特性

1.1 产品定位

STEVAL-IFP046V1是一款基于IPS1025H-32单高边智能功率固态继电器的工业数字输出扩展板，采用QFN48L封装，为评估5.7A工业负载的连接提供了强大而灵活的环境。

1.2 主要特性

• ‌功率核心‌：采用IPS1025H-32单高边开关，具备：
  • 工作电压范围高达60V
  • 低功耗（最大导通电阻RON(MAX) = 25mΩ）
  • 感性负载快速衰减
  • 容性负载智能驱动
  • 欠压锁定保护
  • 过载和过温保护
• ‌系统特性‌：
  • 应用板工作范围：8至33V/0至5.7A
  • 扩展电压工作范围（J3开路）最高达60V
  • 5kV电气隔离
  • 电源轨反极性保护
  • 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

二、硬件架构深入分析

2.1 电源管理设计

‌模拟电源电路‌（图1所示）：

• 输入电压范围：8V-60V
• 滤波配置：C6(100μF) + C10(2.2μF)
• 保护元件：D1(STPS1H100A)整流二极管，SM15T39CA瞬态电压抑制器

‌备用供电方案‌：

• 通过J2连接器提供7V-12V备用Nucleo供电电压
• TP2测试点用于电压监测

2.2 接口配置详解

‌控制接口‌：

• ‌IN1‌：主控制信号输入，通过ISO1光耦隔离
• ‌FLT1/FLT2‌：故障诊断信号，分别对应过载和过热状态
• ‌数字输入‌：通过CN8、CN9连接器与Arduino兼容

‌状态指示‌：

• 绿色LED：输出开关状态指示
• 红色LED：过载和过热诊断指示

三、系统集成与扩展能力

3.1 STM32 Nucleo兼容性

扩展板可通过5kV光耦与STM32 Nucleo微控制器连接，支持：

• NUCLEO-F401RE开发板
• NUCLEO-G431RB开发板
• 支持堆叠最多4个STEVAL-IFP046V1扩展板，构建四通道数字输出模块

3.2 灵活的配置选项

‌** jumper配置**‌：

• J3默认闭合：限制工作电压至33V
• J3开路：扩展工作电压至60V
• J5、J6默认闭合：优化信号传输路径

‌开关设置‌：

• SW1、SW2、SW3、SW4默认1-2闭合
• SW3提供3.3V和5V选择

四、保护机制与可靠性设计

4.1 多重保护策略

‌IPS1025H-32内置保护‌：

• 欠压锁定：确保在电压不足时安全关闭
• 过载保护：防止输出电流超出额定范围
• 过温保护：温度超出安全阈值时自动关断

‌板级保护‌：

• 反极性保护：防止电源接反损坏
• 瞬态抑制：SM15T39CA提供过压保护

4.2 隔离与安全

• 5kV光耦隔离：确保控制端与功率端的电气安全
• 符合工业标准：CE认证确保电磁兼容性要求

五、应用场景与实践指导

5.1 典型应用领域

• ‌可编程逻辑控制器‌：工业自动化控制系统
• ‌工业数字输出模块‌：电机控制、阀门驱动等
• ‌智能功率管理‌：需要精确控制和诊断的应用

5.2 设计注意事项

‌布局建议‌：

• 功率走线宽度需满足电流承载要求
• 散热考虑：IPS1025H-32的QFN48L封装需要适当的散热设计

‌调试指导‌：

• 利用TP1-TP5测试点进行关键信号测量
• 通过红色LED快速诊断系统故障状态