‌X-NUCLEO-ISO1A1隔离式IO扩展板技术解析

STMicroelectronics X-NUCLEO-ISO1A1隔离式I/O扩展板设计用于扩展STM32 Nucleo板并提供micro-PLC功能。该板具有隔离式工业输入/输出，可使用X-CUBE-ISO1软件包快速评估板载IC。两块X-NUCLEO-ISO1A1板可堆叠在STM32 nucleo板顶部，并在扩展板上正确选择跳线。该扩展板包括Arduino连接。X-NUCLEO-ISO1A1板符合RoHS指令，非常适合用于可编程逻辑控制器应用。

数据手册：*附件：STMicroelectronics X-NUCLEO-ISO1A1隔离式IO扩展板数据手册.pdf

特性

• 基于STISO620/621、CLT03-2Q3和IPS1025HQ（用于STM32 Nucleo）
• 2个输入，配备CLT03-2Q3高速保护数字终端阵列
• 2个输出，包含IPS1025H和IPS1025H-32高效高侧开关，具备扩展诊断功能和电容性负载智能驱动能力
• 双通道数字隔离器，包含2个STISO621隔离器，两个通道方向相反，可提供高达6kV的电流隔离
• 双通道数字隔离器，包含2个STISO620隔离器，可提供高达4kV的电流隔离
• 用于每个输入、输出以及电源端口的LED
• 通过34引脚ST morpho与STM32 Nucleo板相连
• 两个可编程LED，用于自定义指示
• 符合RoHS标准

示意图

‌X-NUCLEO-ISO1A1隔离式IO扩展板技术解析‌

‌1. 核心功能与架构设计‌

该扩展板专为STM32 Nucleo开发平台设计，提供工业级隔离输入/输出功能，主要包含三大模块：

• ‌隔离输入通道‌：采用CLT03-2Q3高速保护数字终端阵列，支持24V工业电平输入，内置过压/浪涌保护（符合IEC61000-4-2/4/5标准）。
• ‌隔离输出通道‌：集成IPS1025H-32高效高边开关，单路支持5.6A负载驱动，具备短路诊断、过热关断及容性负载智能驱动功能。
• ‌信号隔离‌：通过STISO620（4kV隔离）和STISO621（6kV隔离）实现逻辑侧与现场侧的完全电气隔离，满足UL1577认证要求。

‌2. 关键硬件特性‌

• ‌电源管理‌：LDO40LPURY稳压器支持38V宽输入范围，输出电流0.4A，为系统提供稳定供电。
• ‌诊断与指示‌：每路输入/输出均配备LED状态灯，并支持故障信号（FLT）反馈至MCU。
• ‌扩展接口‌：通过34针ST morpho接口与Nucleo板连接，兼容Arduino UNO R3扩展接口。

‌3. 典型应用场景‌

• ‌工业PLC控制‌：双板堆叠设计可实现多路IO扩展，适用于微型可编程逻辑控制器。
• ‌电机驱动系统‌：高边开关的智能驱动特性可有效控制感性负载（如继电器、电磁阀）。
• ‌安全关键系统‌：双重隔离架构保障信号传输可靠性，适用于变频器、伺服驱动等场景。

‌4. 开发资源支持‌

• ‌软件生态‌：配套X-CUBE-ISO1固件库，提供STM32CubeMX兼容的API，支持快速实现微PLC功能。
• ‌调试便利性‌：板载测试点（如TP1-TP10）便于信号测量，跳线器（J8-J27）可灵活配置信号路径。

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‌设计建议‌：

• 布局时需将功率回路（如24V输入）与信号线分层走线，降低EMI干扰。
• 高边开关输出端建议添加0.47μF电容（如C10/C11）以抑制感性负载关断尖峰。