STMicroelectronics X-NUCLEO-OUT09A1/OUT19A1擴(kuò)展板基于STM32核的IPS8160HQ/IPS8160HQ-1八通道高邊開關(guān)。這些擴(kuò)展板為評估連接到0.7A和1A工業(yè)負(fù)載的數(shù)字輸出模塊中的IPS8160HQ/IPS8160HQ-1開關(guān)提供了一個(gè)靈活的環(huán)境。X-NUCLEO-OUT09A1/OUT19A1通過GPIO引腳和Arduino^?^ R3連接器驅(qū)動的3kV和3.7kV光耦合器與STM32 NUCLEO上的微控制器一起工作。這些擴(kuò)展板可以連接到NUCLEO-F401RE或NUCLEO-G431RB開發(fā)板。X-NUCLEO-OUT09A1/OUT19A1擴(kuò)展板具有10.5V至36V的工作范圍、3kV的電流隔離、低電壓鎖定，并符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)和CE認(rèn)證。

數(shù)據(jù)手冊：

*附件：X-NUCLEO-OUT19A1數(shù)據(jù)手冊.pdf

*附件：X-NUCLEO-OUT09A1數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 基于IPS8160HQ/IPS8160HQ-1八通道高端開關(guān)：
  • 工作范圍：10.5V至36V
  • 低功耗耗散：RON (MAX) = 280mΩ
  • 用于電感負(fù)載的快速衰減
  • 欠壓鎖定
  • 過載和過熱保護(hù)
  • 虛接地保護(hù)
  • QFN48L 8mm x 6mm封裝
• 15V至33V應(yīng)用板電壓工作范圍
• 最多36V擴(kuò)展電壓工作范圍（J9開路）
• 每通道工作電流高達(dá)0.7A (X-NUCLEO-OUT09A1)
• 每個(gè)通道工作電流高達(dá)1A (X-NUCLEO-OUT19A1)
• 用于輸出開/關(guān)狀態(tài)的綠色LED（J12和J13關(guān)閉1-2、3-4、5-6、7-8）
• 用于常見過熱診斷的紅色LED (SW2關(guān)閉 2-3)
• 3kV電隔離
• 電源軌反轉(zhuǎn)極性保護(hù)
• 兼容STM32核開發(fā)板
• 配備Arduino Arduino^?^ UNO R3連接器
• 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)和RoHS中國標(biāo)準(zhǔn)
• 通過CE認(rèn)證

示意圖

X-NUCLEO-OUT19A1工業(yè)數(shù)字輸出擴(kuò)展板技術(shù)解析

一、核心特性與產(chǎn)品定位

?X-NUCLEO-OUT19A1?是基于IPS8160HQ-1八角高邊智能功率開關(guān)的工業(yè)數(shù)字輸出擴(kuò)展板，專為STM32 Nucleo生態(tài)打造。該板卡工作電壓范圍為10.5至36V，最大導(dǎo)通電阻僅280m?，每通道支持高達(dá)1A的持續(xù)輸出電流，特別適用于? 可編程邏輯控制器(PLC) ?等工業(yè)自動化場景。

?關(guān)鍵保護(hù)機(jī)制?包括：

• 過載與過溫保護(hù)
• 欠壓鎖定功能
• 接地失效保護(hù)
• 電源反極性保護(hù)
• 3kV電氣隔離

二、IPS8160HQ-1功率開關(guān)深度剖析

作為板卡的核心器件，IPS8160HQ-1采用QFN48L 8x6mm封裝，集成多項(xiàng)智能保護(hù)功能：

• ?快速衰減設(shè)計(jì)?：針對感性負(fù)載優(yōu)化，確保開關(guān)過程中的電壓尖峰得到有效抑制
• ?多重診斷能力?：通過狀態(tài)反饋引腳實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)健康狀況
• ?寬壓工作范圍?：適應(yīng)工業(yè)環(huán)境中常見的電壓波動

三、硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)精要

3.1 電源管理架構(gòu)

板卡配備?兩級電源防護(hù)?：

• 初級保護(hù)：SM15T39CA瞬態(tài)電壓抑制二極管
• 次級濾波：C9(47μF)、C10(2.2μF)組成的多級電容網(wǎng)絡(luò)
• 可選輔助供電：通過J11跳線支持7-12V Nucleo輔助電源輸入

3.2 信號隔離設(shè)計(jì)

采用?三重隔離方案?：

• ISO1/ISO2：TLP293-4光耦提供3kV信號隔離
• ISO3：ACPL-217-50AE光耦實(shí)現(xiàn)狀態(tài)反饋隔離
• 3.7kV高壓隔離：確保微控制器與工業(yè)負(fù)載間的電氣安全

四、接口連接與擴(kuò)展能力

?雙連接器體系?確保靈活的系統(tǒng)集成：

• ?Arduino UNO R3連接器?：支持快速原型開發(fā)
• ?Morpho連接器?：提供完整的STM32引腳訪問能力
• ?堆疊擴(kuò)展支持?：可與其他X-NUCLEO系列板卡組合使用

五、軟件開發(fā)環(huán)境

官方提供?X-CUBE-IPS軟件擴(kuò)展包?，深度集成STM32Cube生態(tài)系統(tǒng)：

• 完整的驅(qū)動庫支持
• 豐富的應(yīng)用示例
• 直觀的診斷功能API

六、應(yīng)用配置要點(diǎn)

6.1 輸出狀態(tài)指示

• ?綠色LED陣列?：通過J12/J13跳線配置輸出狀態(tài)顯示
• ?紅色診斷LED?：通過SW2跳線啟用過熱報(bào)警指示

6.2 輸入信號路由

通過電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)?靈活的GPIO映射?：

• 默認(rèn)輸入路徑：IN1→PC7、IN2→PA9
• 備用輸入路徑：支持多路GPIO信號重定向
• 狀態(tài)反饋：通過專用STATUS引腳實(shí)時(shí)監(jiān)控

七、設(shè)計(jì)驗(yàn)證與合規(guī)性

板卡通過?CE認(rèn)證?，符合?RoHS和中國RoHS環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)?，確保產(chǎn)品在工業(yè)環(huán)境中的可靠性和合規(guī)性。

八、典型應(yīng)用場景

1. ?工業(yè)自動化控制系統(tǒng)?
2. ?電機(jī)驅(qū)動模塊?
3. ?電磁閥控制單元?
4. ?繼電器驅(qū)動電路