STMicroelectronics X-NUCLEO-OUT04A1扩展板数据手册-电子发烧友网

STMicroelectronics X-NUCLEO-OUT04A1扩展板是用于STM32 Nucleo的工业数字输出扩展板。该板提供了一个强大而灵活的环境，用于评估IPS2050H-32模块（双通道高侧智能电源固态继电器）的驱动和诊断功能。 X-NUCLEO-OUT04A1通过由GPIO引脚驱动的5kV光耦合器、Arduino UNO R3和ST morpho连接器与 STM32 Nucleo上的微控制器连接。该扩展板可连接到NUCLEO-F401RE或NUCLEO-G431RB开发板。还可以评估由多达四个堆叠X-NUCLEO-OUT04A1扩展板组成的系统。

数据手册；*附件：STMicroelectronics X-NUCLEO-OUT04A1扩展板数据手册.pdf

特性

应用板工作范围：8V至33V/0至5.7A
扩展工作电压范围（J3开路）：高达60V
绿色LED，用于输出开/关状态
红色LED，用于每通道诊断（过载和过热）
5kV电隔离
电源轨反向极性保护
EMC符合IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-3和IEC 61000-4-5标准
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

原理图

基于STM32的工业数字输出扩展板技术解析与应用指南‌

‌一、产品概述‌

X-NUCLEO-OUT04A1是STMicroelectronics推出的一款工业数字输出扩展板，该板卡基于IPS2050H-32双高边智能功率固态继电器设计，专为STM32 Nucleo开发板提供工业级输出解决方案。扩展板主要面向可编程逻辑控制器（PLC）、工业自动化控制等应用场景。

‌二、核心技术特性‌

‌功率开关器件‌
- 核心器件采用IPS2050H-32双高边开关
- 工作电压范围：8-33V（标准模式），最高可扩展至60V（J3断开时）
- 输出电流能力：最大5.7A
- 导通电阻：最大50mΩ，实现低功耗运行
‌保护与诊断功能‌
- 具备欠压锁定保护
- 每通道独立的过载和过温保护
- 红色LED指示通道诊断状态（过载和过热）
- 绿色LED显示输出开关状态
‌电气安全特性‌
- 提供5kV光电隔离
- 电源反极性保护
- EMC符合IEC61000-4-2/3/5标准
- 支持感性负载快速衰减，容性负载智能驱动

‌三、硬件架构设计‌

‌接口兼容性‌
- 默认配置Arduino UNO R3连接器
- 可选ST morpho连接器（需额外安装）
- 兼容NUCLEO-F401RE和NUCLEO-G431RB开发板
‌扩展能力‌
- 最多支持4块X-NUCLEO-OUT04A1板卡堆叠
- 8通道数字输出模块，每通道最大5.7A驱动能力
‌电源设计‌
- 主电源输入：8-60V（通过J3选择）
- Nucleo备用电源：7-12V（通过J4连接）
- 模拟电源独立供电设计

‌四、应用配置方案‌

‌标准工作模式‌
- J3默认断开，支持扩展电压范围至60V
- J4默认断开，提供备用电源接口
- J5、J6默认闭合，配置输入信号路径
‌保护电路配置‌
- 每通道配备TVS 二极管（SM15T39CA）
- 滤波电容网络：100nF/100V + 470nF + 47nF + 0.47nF
- ESD保护器件ESDA15P60-1U1M