STMicroelectronics STEVAL-IFP040V1 Industrial Digital Output Expansion Board

Inngangur

STEVAL-IFP040V1 er stækkunarborð fyrir stafræna iðnaðarútgang. Það veitir öflugt og sveigjanlegt umhverfi til að meta aksturs- og greiningargetu IPS1025HFQ eins háhliða, snjallafls, solid-state gengis í stafrænni úttakseiningu sem er tengdur við 2.5 A iðnaðarhleðslu.
STEVAL-IFP040V1 getur tengst örstýringunni á STM32 Nucleo í gegnum 5 kV optocouplera sem knúnir eru áfram af GPIO pinnum og Arduino® UNO R3 tengjum.
Hægt er að tengja stækkunartöfluna annað hvort við NUCLEO-F401RE eða NUCLEO-G431RB þróunartöflu.
Þú getur líka metið kerfi sem samanstendur af STEVAL-IFP045V1 staflað á STEVAL-IFP040V1 stækkunartöflu.
Með því að útvega STEVAL-IFP045V1 í gegnum aðalframboðsbrautina og STEVAL-IFP040V1 í gegnum úttak STEVAL-IFP045V1 geturðu náð dæmigerðum arkitektúr eins rásar stafræns úttaks fyrir öryggiskerfi. Ferlið stages af tveimur stækkun stjórnum niðurstöðu fossandi. Álagið sem er tengt við STEVAL-IFP040V1 úttakið er aðeins hægt að afhenda þegar bæði kaskaðakerfin virka rétt.

Mynd 1. STEVAL-IFP040V1 stækkunarborð

Yfirview

STEVAL-IFP040V1 fellur inn IPS1025HFQ greindan aflrofa (IPS), sem er með yfirstraums- og ofhitavörn fyrir örugga stjórn á úttakshleðslu. IC býður einnig upp á skjóta virkjun úttaksinstage jafnvel við virkjun. Reyndar er inntak til útbreiðsluútbreiðslu seinkun við ræsingu tryggt ≤ 60 µs.
Spjaldið er hannað til að uppfylla umsóknarkröfur fyrir galvaníska einangrun milli notanda og rafmagnsviðmóta.
Sjóneinangrun uppfyllir þessa kröfu. Einangrunin er útfærð í gegnum fimm optocouplers (ISO1, ISO2, ISO3, ISO4 og ISO5) fyrir inntaksmerkið áfram til tækisins, FLT greiningarviðbragðsmerki tækisins og tvö viðbótarmerki fyrir hagræðingu öryggisforrita (Nch-DRV fyrir hröð losunarstýring úttaksins voltage, og OUT_FB fyrir kveikt/slökkt stöðuvöktun úttaks stagog).

Stækkunarborðið inniheldur:

• Byggt á IPS1025HFQ einum háhliðarrofa, sem inniheldur:
  • Rekstrarsvið allt að 60 V
  • Lágt aflútbreiðslu (RON(MAX) = 25 mΩ)
  • Útbreiðsluseinkun við ræsingu < 60 µs
  • Hratt rotnun fyrir framleiðandi álag
  • Snjall akstur rafrýmds álags
  • Undir-voltage lokun
  • Ofhleðslu- og ofhitavörn
  • QFN48L 8×6 mm pakki
• Notkunarsvið notkunartöflu: 8-33 V/0-2.5 A
• Framlengdur binditage rekstrarsvið (J3 opið) allt að 60 V
• Græn LED fyrir kveikt/slökkt úttaksstöðu (J11 loka 3-4 og SW5 loka 1-2)
• Rauð ljósdíóða fyrir greiningu á ofhleðslu og ofhitnun (SW2 og SW4 loka 2-3)
• Úttak binditage kveikt/slökkt stöðuviðbrögð (J11 loka 1-2)
• Stýrimerki fyrir hraðhleðslu úttaks voltage (J11 loka 5-6, J12 loka)
• Ytri hraðhleðslurásir fyrir mikið innleiðandi álag (J11 loka 7-8)
• 5 kV galvanísk einangrun
• Framboðsbrautarvörn fyrir öfuga pólun
• Samhæft við STM32 Nucleo þróunartöflur
• Er með Arduino® UNO R3 tengjum
• CE vottuð
• RoHS og Kína RoHS samhæft
• Ekki FCC samþykkt til endursölu

Stafrænn hluti

Stafræni hlutinn er tengdur STM32 viðmótinu og stafrænu framboðinutage til og frá STEVAL-IFP040V1 stækkunarborðinu.
Mynd 2. STEVAL-IFP040V1 stækkunarborð: stafræn tengihluti
Græna punktalínan gefur til kynna allan stafræna tengihlutann. Bleiku rétthyrningarnir auðkenna Arduino® UNO R3 tengin.

Arduino® UNO R3 tengin fjögur:

• leyfa stækkunarborðinu að hafa samskipti við STM32 Nucleo þróunarborðs örstýringuna sem hefur aðgang að STM32 jaðartækjum og GPIO auðlindum;
• veita stafræna framboðið binditage á milli STM32 Nucleo þróunarborðsins og STEVAL-IFP040V1 stækkunarborðsins, í hvora áttina.

Venjulega veitir STM32 Nucleo þróunarborðið stækkunarborðið með 3v3 eða 5v0 sem myndast af USB. Þú getur valið valinn binditage á stækkunarborðinu í gegnum SW3 (3v3 lokapinnar 1-2; 5v0 lokpinnar 2-3).
Að öðrum kosti er hægt að útvega STM32 Nucleo þróunartöfluna með stækkunarborðinu. Í þessu tilviki, utanaðkomandi framboð voltage (7-12 V) ætti að vera tengt við CN2 tengið (ekki sjálfgefið uppsett) á stækkunarborðinu og jarðlykkjuna ætti að vera lokað með því að festa D2 (sem virkja öfuga pólunarvörn) eða með því að loka J2 (án öfugra pólunar) .

Til að útvega VIN binditage járnbrautum, það er nauðsynlegt að:

• lokaðu JP5 jumper á milli pinna 2 og 3 og opnaðu JP1 jumper á NUCLEO-F401RE;
• opnaðu JP5 jumper á milli pinna 1 og 2 og lokaðu JP5 jumper milli pinna 3 og 4 á NUCLEO-G431RB.

Kraftkafli

Rafmagnshlutinn felur í sér aflgjafa voltage (CN1, pinnar 4 og 5 fyrir VCC, pinna 3 fyrir GND), hleðslutenging (hægt að tengja hleðslu milli pinna CN1.1 og CN1.3 eða CN1.2, og CN1.3; báðir úttakspinnar eru tengdir við eina úttaksrásina eins og sýnt er í kafla 2 Skýringarmyndir) og rafsegulsamhæfi (EMC) vörn.

Mynd 3. STEVAL-IFP040V1 stækkunarborð: íhlutir aflhluta

1. Yfirhita rauð LED
2. Ofhleðsla rauð LED
3. IPS1025HFQ
4. Úttaksrás – græn LED
5. Tengi fyrir úttak og aflgjafa

Fyrir EMC:

• SM15T39CA skammvinn binditage-pressor (TR1), virkjaður með því að loka J3, er settur á milli VCC og GND brauta til að vernda IPS1025HFQ gegn bylgjulosun á framboðsbrautinni upp að ±1 kV/2 Ω tengingu;
• í venjulegu bylgjuprófunum verður að lóða tvo eins laga þétta (C1 og C2 - ekki innifalin) á fyrirhuguðum stöðum;
• IPS1025HFQ úttakið stages krefjast ekki viðbótar EMC verndar með tilliti til IEC61000-4-2, IEC61000-4-3, IEC61000-4-4, IEC61000-4-5, IEC61000-4-8 staðlanna.

EMC frammistaða STEVAL-IFP040V1 er lýst ítarlega hér að neðan:

• fyrir losun, samræmi við staðla:
  • EN IEC 61000-6-3: 2021
  • EN 55032: 2015 + A1: 2020
• fyrir friðhelgi, samræmi við staðla:
  • EN IEC 61000-6-1: 2019
  • EN 55035: 2017 + A11: 2020

Kröfur um vélbúnað

STEVAL-IFP040V1 stækkunarborðið er hannað til að nota með NUCLEO-F401RE eða NUCLEO-G431RB STM32 Nucleo þróunarborðunum.
Til að virka rétt verður STEVAL-IFP040V1 að vera tengdur við samsvarandi Arduino® UNO R3 tengipinna á STM32 Nucleo þróunarborðinu eins og sýnt er hér að neðan.

Mynd 4. STEVAL-IFP040V1 og STM32 Nucleo stafla

Kerfiskröfur

Til að nota STM32 Nucleo þróunartöflurnar með STEVAL-IFP040V1 stækkunartöflunni þarftu:

• Windows PC/fartölva (Windows 7 eða nýrri)
• tegund A til mini-B USB snúru til að tengja STM32 Nucleo þróunartöfluna við tölvuna þegar NUCLEO-F401RE þróunarspjald er notað
• USB snúru af gerð A til ör-B til að tengja STM32 Nucleo þróunartöfluna við tölvuna þegar NUCLEO-G431RB þróunarspjald er notað
• X-CUBE-IPS fastbúnaðinn og hugbúnaðarpakkann uppsettur á tölvunni þinni/fartölvu

Uppsetning borðs

Skref 1. Tengdu micro-USB eða mini-USB snúruna við tölvuna þína til að nota STEVAL-IFP040V1 með NUCLEO-F401RE eða NUCLEO-G431RB þróunarborði.
Skref 2. Sæktu fastbúnaðinn (.bin) á STM32 Nucleo þróunarborðs örstýringuna í gegnum STM32ST-LINK tólið, STM32CubeProgrammer, og í samræmi við IDE umhverfið þitt eins og lýst er í töflunni hér að neðan.

Tafla 1. NUCLEO-F401RE þróunarborð studd IDEs – bin files

NUCLEO-F401RE
IAR	Keil®	STM32CubeIDE
VARM-ÚT15- STM32F4xx_Nucleo.bin	MDK-ARM-OUT15- STM32F4xx_Nucleo.bin	STM32CubeIDE-OUT15- STM32F4xx_Nucleo.bin

Tafla 2. NUCLEO-G431RB þróunarborð studd IDE - bin files

NUCLEO-G431RB
IAR	Keil®	STM32CubeIDE
VARM-ÚT15- STM32G4xx_Nucleo.bin	MDK-ARM-OUT15- STM32G4xx_Nucleo.bin	STM32CubeIDE-OUT15- STM32G4xx_Nucleo.bin

Athugið: Tvíundurinn files sem skráð eru í töflunum hér að ofan eru innifalin í X-CUBE-IPS hugbúnaðarpakkanum. STEVAL-IFP040V1 er fullkomlega samhæft við X-NUCLEO-OUT15A1.

• Skref 3. Tengdu IPS1025HFQ tækjabúnaðinn voltage í gegnum CN1 (sjá kafla 1.1.2 Aflkafla).
• Skref 4. Gefðu upp stafræna framboðið binditage (sjá kafla 1.1.1 Stafrænn kafla).
• Skref 5. Tengdu álagið á úttakstengið (sjá kafla 1.1.2 Aflkafla).
• Skref 6. Endurstilltu fyrrverandiampröð með því að nota svarta þrýstihnappinn.
• Skref 7. Ýttu á STM32 Nucleo bláa hnappinn til að velja tdampLeið sem fylgir í vélbúnaðarpakkanum.

Skýringarmyndir

Efnisskrá

Atriði	Magn	Ref.	Hluti/verðmæti	Lýsing	Framleiðandi	Pöntunarkóði
1		C1 C2 NM	4700pF, 1825 (4564 mæligildi), 3000V (3kV) V, 10 %	CAP CER 4700PF 3KV X7R 1825	Vishay Vitramon	HV1825Y472KXHATHV
2	2	C4 C5	0.1uF, 0805 (2012 Metric), 100 V, 10%	CAP CER 0.1UF 100V X7R 0805	Würth rafeindatækni	885012207128
3	1	C6	2.2uF, 1206 (3216 Metric), 100 V, 10%	CAP CER 2.2UF 100V X7R 1206	AVX Fyrirtæki	12061C225KAT2A
4	1	C7	470pF, 0603 (1608 Metric), 50 V, 5%	CAP CER 470PF 50V C0G/NP0 0603	Wurth Electronics Inc.	885012006061
5	1	C8	47nF, 0603 (1608 Metric), 16 V, 10%	CAP CER 0.047UF 50V X7R 0603	Wurth Electronics Inc.	885012206044
6	1	C9	470nF, 0603 (1608 Metric), 25 V, 10%	CAP CER 0.47UF 25V X7R 0603	Wurth Electronics Inc.	885012206075
7		C10 NM	100uF, Radial, Can, 100 V, 20 %	CAP 100 UF 20% 100 V	Würth rafeindatækni	860130878011
8	1	CN1	691137710005	TERM BLK 5POS HLIÐARINNGANGUR 5MM PCB	Würth rafeindatækni	691137710005
9		CN2 NM	691214110002, 7.4X7 hæð 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 GULL PCB	Samtec Inc.	SSQ-110-04-FS
11	2	CN6 CN9	SSQ-108-04-F- S	CONN RCPT 8POS 0.1 GULL PCB	Samtec Inc.	SSQ-108-04-FS
12		CN7 CN10 NM	SSQ-119-04-L- D	CONN RCPT 38POS 0.1 GULL PCB	Samtec Inc.	SSQ-119-04-LD
13	1	CN8	SSQ-106-04-F- S	CONN RCPT 6POS 0.1 GULL PCB	Samtec Inc.	SSQ-106-04-FS
14	2	D1 D4	STPS1H100A, SMA	100 V, 1 A kraftur Schottky afriðli	ST	STPS1H100A
15	0	D2	BAT48JFILM, SOD323	40 V, 350 mA axial almennt merki Schottky díóða (ekki fest)	ST	BAT48JFILM

Atriði	Magn	Ref.	Hluti/verðmæti	Lýsing	Framleiðandi	Pöntunarkóði
16	1	D3	BAT41ZFILM, SOD-123	100 V, 200 mA yfirborðsfesta almennt merki Schottky díóða	ST	BAT41ZFILM
17	1	D8	TDZ6V2J,115, SC-90, SOD-323F, 1.1V @ 100mA V, 3uA @ 4V A, 500m V	DIODE ZENER 6.2V 500MW SOD323F	Nexperia USA Inc.	TDZ6V2J,115
18	1	DG1	150060VS7500 0, 0603 (1608 Metra), 20m A	LED GREEN CLEAR 0603 SMD	Wurth Electronics Inc.	150060VS75000
19	2	DR1 DR2	150060RS7500 0, 0603 (1608 Metra), 20m A	LED RED 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- ræmur-karl	JUMPER- CONN HÖFUÐUR .100 STR 2POS	Wurth Electronics Inc.	61300211121
22		J7 NM	JUMPER-con2- ræmur-karl,	JUMPER- CONN HÖFUÐUR .100 STR 2POS	–	–
23	1	J9	con6-2×3-ræma- karl	CONN HEADER .100 DUAL STR 6POS	Wurth Electronics Inc.	61300621121
24	1	J11	con8-2×4-ræma- karl	CONN HEADER .100 DUAL STR 8POS	Wurth Electronics Inc.	61300821121
25	1	Q1	STN2NF10, SOT-223	N-rás 100 V, 0.23 Ohm, 2.4 A STripFET II afl MOSFET	ST	STN2NF10
26	2	R1 R17	27K, 0603 (1608 mæligildi), 0.1W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 27K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0727KL
27	2	R2 R18	390, 0603 (1608 Metra), 0.1W, 1/10 W, 1%	RES SMD 390 OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-07390RL
28	2	R3 R12	22k, 0603 (1608 Metra), 0.1W, 1/10 W, 1%	RES SMD 22K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0722KL
29	4	R4 R5 R9 R10	0, 0603 (1608 Metrískt), 0.1W, 1/10 W, Jumper	RES SMD 0 OHM JUMPER 1/10W 0603	Panasonic rafeindaíhlutir	ERJ-3GEY0R00V
30	4	R6 R11 R16 R21	2.2K, 0603 (1608 mæligildi), 0.1W, 1/10 W, 1 %	RES SMD 2.2K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-072K2L

Atriði	Magn	Ref.	Hluti/verðmæti	Lýsing	Framleiðandi	Pöntunarkóði
31	2	R7 R8	10k, 0603 (1608 Metra), 0.1W, 1/10 W, 1%	RES SMD 10K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0710KL
32	1	R15	12k, 0603 (1608 Metra), 0.1W, 1/10 W, 1%	RES SMD 12K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-0712KL
33	1	R19	1k, 0603 (1608 Metra), 0.1W, 1/10 W, 1%	RES SMD 1K OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-071KL
34	1	R20 ALLIR	6.8 þúsund, 0603 (1608 mæligildi), 0.1W, 1/10 W, 1 %	FLÖGUR SMD 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-D76K8L
35	5	R101 R103 R108 R110 R114	100, 0603 (1608 Metra), 0.1W, 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 Metra), 0.1W, 1/10 W, 1%	RES SMD 100 OHM 1% 1/10W 0603	Yageo	RC0603FR-07100RP
37	5	SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 sjálfgefið: LOKA 1-2	con3-ræma-karl	CONN HEADER .100 STR 3POS	Wurth Electronics Inc.	61300311121
38	5	TP1 TP2 TP3 TP4 TP5	5001, 0.100" þvermál x 0.180" L (2.54 mm x 4.57 mm)	PRÓPUSTUNDUR PC MINI .040″D SVART	Keystone rafeindatækni	5001
39	1	TR1	SM15T39CA DO-214AB, SMC 1500W (1.5kW)	TVS DIODE 33.3V 69.7V SMC	ST	SM15T39CA
40	0	TR2	ESDA15P60-1U 1M, QFN-2L	High-power transient voltage suppressor (ekki festur)	ST	ESDA15P60-1U1M
41	1	TR3	SM15T10AY, SMC	Bíll 1500 W, 8.55 V sjónvörp í SMC	ST	SM15T10AY
42	1	U1	IPS1025HFQ QFN48L 8×6 mm	Mikil afköst, háhliðarrofi með aukinni greiningu, snjöll akstur fyrir rafrýmd álag og stutt útbreiðsluseinkun við ræsingu	ST	IPS1025HFQ
43	16	N/A Sjá Jx og SWx assy upplýsingar	2.54 mm	Lokaðu Jumper	Wurth Electronics Inc.	60900213421

Stjórnarútgáfur

PCB útgáfa	Skýringarmyndir	Efnisskrá
STEVAL$IFP040V1A (1)	STEVAL$IFP040V1A skýringarmyndir	STEVAL$IFP040V1A efnisskrá

Þessi kóði auðkennir fyrstu útgáfu STEVAL-IFP040V1 matstöflunnar. Það er prentað á borð PCB.

Upplýsingar um reglufylgni

Tilkynning til bandarísku alríkissamskiptanefndarinnar (FCC)

Aðeins til mats; ekki FCC samþykkt til endursölu

FCC TILKYNNING - Þetta sett er hannað til að leyfa:

1. Vöruhönnuðir til að meta rafeindaíhluti, rafrásir eða hugbúnað sem tengist settinu til að ákvarða hvort eigi að fella slíka hluti í fullunna vöru og
2. Hugbúnaðarhönnuðir til að skrifa hugbúnaðarforrit til notkunar með lokaafurðinni.

Þetta sett er ekki fullunnin vara og þegar það er sett saman má ekki endurselja það eða markaðssetja það á annan hátt nema öll nauðsynleg FCC búnaðarleyfi hafi fyrst verið fengin. Notkun er háð því skilyrði að þessi vara valdi ekki skaðlegum truflunum á útvarpsstöðvar með leyfi og að þessi vara taki við skaðlegum truflunum. Nema samsetta settið sé hannað til að starfa samkvæmt hluta 15, hluta 18 eða hluta 95 þessa kafla, verður rekstraraðili settsins að starfa undir umboði FCC leyfishafa eða verður að tryggja sér tilraunaleyfi samkvæmt hluta 5 í þessum kafla 3.1.2. XNUMX.

Tilkynning um nýsköpun, vísindi og efnahagsþróun Kanada (ISED)

Aðeins í matsskyni. Þetta sett framleiðir, notar og getur geislað út útvarpsbylgjuorku og hefur ekki verið prófað með tilliti til takmarkana á tölvutækjum samkvæmt reglum Industry Canada (IC).

Tilkynning til Evrópusambandsins

Þetta tæki er í samræmi við grunnkröfur tilskipunar 2014/30/ESB (EMC) og tilskipunar 2015/863/ESB (RoHS).

Tilkynning fyrir Bretland

Þetta tæki er í samræmi við reglugerðir um rafsegulsamhæfi í Bretlandi 2016 (UK SI 2016 nr. 1091) og takmörkun á notkun ákveðinna hættulegra efna í reglugerðum um raf- og rafeindabúnað 2012 (Bretland SI 2012 nr. 3032).

Heimildir

Frjáls aðgengileg á www.st.com:

1. IPS1025HF gagnablað
2. UM3035: „Að byrja með X-CUBE-IPS iðnaðar stafræna úttakshugbúnaði fyrir STM32 Nucleo“
3. NUCLEO-F401RE skjöl
4. NUCLEO-G431RB skjöl

Endurskoðunarsaga

Dagsetning	Endurskoðun	Breytingar
29-ágúst-2022	1	Upphafleg útgáfa.

Tafla 5. Endurskoðunarferill skjala

MIKILVÆG TILKYNNING - LESIÐU VARLEGA

• STMicroelectronics NV og dótturfélög þess („ST“) áskilja sér rétt til að gera breytingar, leiðréttingar, endurbætur, breytingar og endurbætur á ST vörum og/eða þessu skjali hvenær sem er án fyrirvara. Kaupendur ættu að fá nýjustu viðeigandi upplýsingar um ST vörur áður en þeir leggja inn pantanir. ST vörur eru seldar í samræmi við söluskilmála ST sem eru í gildi þegar pöntun er staðfest.
• Kaupendur bera einir ábyrgð á vali, vali og notkun ST vara og ST tekur enga ábyrgð á umsóknaraðstoð eða hönnun vöru kaupenda.
• Ekkert leyfi, óbeint eða óbeint, til nokkurs hugverkaréttar er veitt af ST hér.
• Endursala á ST vörum með öðrum ákvæðum en upplýsingarnar sem settar eru fram hér ógilda alla ábyrgð sem ST veitir fyrir slíka vöru.
• ST og ST merkið eru vörumerki ST. Frekari upplýsingar um ST vörumerki er að finna á www.st.com/trademarks. Öll önnur vöru- eða þjónustuheiti eru eign viðkomandi eigenda.
• Upplýsingar í þessu skjali koma í stað og koma í stað upplýsinga sem áður hafa verið gefnar í fyrri útgáfum þessa skjals.
  © 2022 STMicroelectronics – Allur réttur áskilinn

Skjöl / auðlindir

STMicroelectronics STEVAL-IFP040V1 Industrial Digital Output Expansion Board [pdfNotendahandbók STEVAL-IFP040V1 Industrial Digital Output Expansion Board, Industrial Digital Output Expansion Board, Digital Output Expansion Board, Expansion Board, Board

Heimildir

• Notendahandbók