探索Arduino Shield Power PROFET? + 12V：強(qiáng)大的高側(cè)開關(guān)評(píng)估板

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高側(cè)開關(guān)的應(yīng)用十分廣泛，而Infineon Technologies的Arduino Shield Power PROFET? + 12V評(píng)估板為我們提供了一個(gè)便捷的解決方案。今天，我們就來(lái)深入了解一下這款評(píng)估板。

文件下載：Infineon Technologies BOARDBTS500051LUATOBO1評(píng)估板.pdf

一、評(píng)估板概述

1. 基本信息

Arduino Shield Power PROFET? + 12V評(píng)估板即BTS500xx - 1LUA Arduino shield，它是一款靈活的評(píng)估板，主要用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。該評(píng)估板兼容性很強(qiáng)，能與Infineon的XMC1100 Boot Kit、Arduino UNO、Arduino DUE以及所有符合Arduino外形尺寸的其他板卡配合使用。其控制方式也較為多樣，可以通過(guò)微控制器的通用邏輯IO端口進(jìn)行控制，也能使用波形發(fā)生器產(chǎn)生的PWM信號(hào)來(lái)控制。

2. 電路設(shè)計(jì)與功能評(píng)估

這塊評(píng)估板采用了典型電路來(lái)控制一個(gè)BTS50005 - 1LUA和一個(gè)BTS50010 - 1LUA。它能讓我們快速評(píng)估一些重要功能，比如模擬電流反饋以及各種保護(hù)功能，像“過(guò)溫關(guān)斷”和“過(guò)流關(guān)斷”等。不過(guò)要注意，使用前一定要參考數(shù)據(jù)手冊(cè)了解詳細(xì)功能和參數(shù)值，用戶指南不能替代數(shù)據(jù)手冊(cè)，在開啟任何電源之前，必須清楚其局限性。

二、評(píng)估板的使用準(zhǔn)備

1. 評(píng)估板概覽

從圖1可以看到評(píng)估板的具體情況。用戶可以通過(guò)在BAT、OUT1和OUT2上添加電源連接器來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，兩個(gè)器件的所有引腳都可以通過(guò)測(cè)試點(diǎn)訪問(wèn)。如果不想使用微控制器，還能將兩個(gè)器件的輸入連接到低頻發(fā)生器，然后用示波器進(jìn)行測(cè)量。此外，該演示板還能通過(guò)接頭輕松連接到任何Arduino UNO板或具有Arduino UNO外形尺寸的英飛凌板。

2. 典型連接方式

• 連接Arduino UNO板：如圖2所示，評(píng)估板連接到Arduino UNO板，這種引腳連接方式適用于所有使用Arduino引腳排列的微控制器。
• 連接波形發(fā)生器：如圖3所示，評(píng)估板連接到波形發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)IN和DEN引腳。

3. 關(guān)鍵特性

• 負(fù)載電流提供能力：演示板能夠在V_OUT和BAT之間提供連續(xù)負(fù)載電流（12V - 50A）。
• LED指示功能：當(dāng)邏輯電源電壓連接并開啟時(shí)，綠色LED會(huì)亮起；只有當(dāng)所涉及的設(shè)備被鎖存時(shí)，紅色LED才會(huì)亮起。
• 參數(shù)測(cè)量功能：可以通過(guò)測(cè)試點(diǎn)外部測(cè)量輸出電壓、電池電壓、輸入和DEN邏輯以及輸出電流感測(cè)IS電壓，也能通過(guò)Arduino盾牌和GitHub庫(kù)進(jìn)行監(jiān)控。
• 溫度測(cè)量功能：板上裝有NTC，可以測(cè)量板的溫度。

三、評(píng)估板的驅(qū)動(dòng)方法

1. 不連接Arduino板

在不連接任何Arduino板的情況下，用戶可以連接波形發(fā)生器手動(dòng)驅(qū)動(dòng)評(píng)估板。要開啟設(shè)備，需要驅(qū)動(dòng)IN引腳；要啟用診斷功能，則需要驅(qū)動(dòng)DEN引腳。

2. 使用微控制器

用戶可以連接任何符合Arduino UNO外形尺寸的微控制器?？梢愿鶕?jù)第3章提供的評(píng)估板原理圖和引腳排列來(lái)編寫和實(shí)現(xiàn)微控制器的源代碼。

3. 使用GitHub庫(kù)

使用Arduino Shield Power PROFET? + 12V GitHub庫(kù)也是一種方便的驅(qū)動(dòng)方式，具體步驟如下：

1. 打開Arduino IDE。
2. 選擇“Manage library”，搜索“High - Side - Switch”并安裝。
3. 在“High - Side - Switch”庫(kù)中選擇一個(gè)示例。對(duì)于Power PROFET? + 12V，有三個(gè)示例，分別是關(guān)于單通道切換、雙通道切換以及分別切換兩個(gè)通道并測(cè)量可用參數(shù)（如電池電壓、溫度和兩個(gè)通道的電流感測(cè)電壓）。

GitHub庫(kù)提供了許多功能，以下是一些公共函數(shù)及其參數(shù)說(shuō)明：

• *Bts500xxShield(Hss sw1, Hss sw2, ADCPAL vs, ADCPAL vOut, ADCPAL temp, BtxVariants_t btxVariant1, BtxVariants_t btxVariant2)**：Power PROFET? +12V BTS500xx盾牌構(gòu)造函數(shù)。
• ~Bts500xxShield()：PROFET +12V BTS500xx盾牌的析構(gòu)函數(shù)。
• virtual Error_t init()：初始化高側(cè)開關(guān)板的所有必要對(duì)象，返回錯(cuò)誤代碼以檢查是否正確初始化。
• virtual Error_t deinit()：反初始化高側(cè)開關(guān)板的所有必要對(duì)象，返回錯(cuò)誤代碼以檢查是否正確反初始化。
• virtual Error_t switchHxOn(uint8_t x)：開啟選定的高側(cè)開關(guān)，x為要開啟的開關(guān)編號(hào)（1 - 2）。
• virtual Error_t switchHxOff(uint8_t x)：關(guān)閉選定的高側(cè)開關(guān)，x為要關(guān)閉的開關(guān)編號(hào)（1 - 2）。
• virtual DiagStatus_t readDiagx(uint8_t x)：讀取所選開關(guān)的診斷輸出，根據(jù)開關(guān)狀態(tài)返回不同狀態(tài)值。
• virtual float readIsx(uint8_t x)：讀取所選開關(guān)的所需電流值，x為所需開關(guān)的編號(hào)（1 - 2）。
• Error_t switchesHxOn(bool h1 = false, bool h2 = false)：開啟高側(cè)開關(guān)，可以同時(shí)開啟多個(gè)開關(guān)，也可以只開啟第一個(gè)或第二個(gè)。
• Error_t switchesHxOff(bool h1 = false, bool h2 = false)：關(guān)閉高側(cè)開關(guān)，可以同時(shí)關(guān)閉多個(gè)開關(guān)，也可以只關(guān)閉第一個(gè)或第二個(gè)。
• float readVs()：讀取高側(cè)開關(guān)板的電源電壓。
• float readVOut()：讀取高側(cè)開關(guān)1的輸出電壓。
• float readTemperature()：讀取高側(cè)開關(guān)板PCB的溫度。

四、評(píng)估板的連接器說(shuō)明

1. 電源連接器

2. Arduino連接器

連接器J1

連接器J2

連接器J3

連接器J4

3. 測(cè)試點(diǎn)

4. 原理圖

評(píng)估板的原理圖如圖4所示，它為我們了解評(píng)估板的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)提供了重要依據(jù)。

五、總結(jié)

Arduino Shield Power PROFET? + 12V評(píng)估板為電子工程師在高側(cè)開關(guān)的設(shè)計(jì)和測(cè)試方面提供了極大的便利。它的高兼容性、豐富的功能以及詳細(xì)的使用說(shuō)明，使得無(wú)論是工程師、愛(ài)好者還是學(xué)生，都能輕松上手進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的開發(fā)。在使用過(guò)程中，我們一定要仔細(xì)閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)，遵循相關(guān)的注意事項(xiàng)，確保安全、有效地使用該評(píng)估板。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒(méi)有遇到什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。