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20 分钟

使用 LTC4417 和 STM32L496AG 实现可靠的电源选择与管理

面向高可用性系统的智能电源多路复用解决方案

Power MUX 3 Click with Discovery kit with STM32L496AG MCU

已发布 8月 05, 2025

点击板

Power MUX 3 Click

开发板

Discovery kit with STM32L496AG MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L496AG

实现多电源源之间的优先级切换,确保系统运行连续稳定且可靠

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Power MUX 3 Click 是一款基于 Analog Devices 的 LTC4417 优先级 PowerPath™ 控制器的紧凑型附加板,可在最多三个有效电源之间自动切换并连接至公共输出端(VO 端子),按照预定义优先级实现稳定的电源管理。该 Click 板体现了典型的 12V 系统配置:V1 通常连接 12V 壁式适配器,V2 接镍镉电池(NiCd),V3 接锂离子电池(Li-Ion),其中优先级为 V1 > V2 > V3(硬接线设定,不可更改)。电源路径的切换机制基于电压有效性判断:当电源电压连续处于欠压(UV)与过压(OV)阈值之间达 256ms 以上时,该输入被视为有效。一旦当前连接的高优先级

输入电压脱离该范围,LTC4417 会自动切换至下一个满足 UV/OV 条件的电源,确保供电连续、可靠,无需人工干预。Power MUX 3 Click 仅使用 mikroBUS™ 接口中的两个控制引脚:EN(Enable)与 SHD(Shutdown)。EN 引脚可快速启用或断开电源通道而不影响验证计时器状态,SHD 引脚可将 LTC4417 强制置入低功耗模式并重置所有通道的 256ms 验证计时器,相当于重新初始化电源验证过程。通过 CAS 引脚还支持多个 Power MUX 3 Click 板的级联,便于构建多于三路输入的高级电源路径管理拓扑结构。LTC4417 集成快速非重叠切换逻辑,可

防止电源切换过程中产生反向导通或交叉导通,从而避免输出电压跌落,确保安全切换。芯片还内置 6V MOSFET 栅极钳位,保护板载 IRF7324 MOSFET,并具备输出斜率控制功能,有效抑制上电时的浪涌电流。每个电源输入端均配备开放漏极的红色 VALID 状态指示 LED,用于显示当前电源是否已连续有效超过 256ms,为用户提供清晰直观的电源状态反馈。该 Click 板支持 3.3V 或 5V 逻辑电平输入,通过 VCC SEL 跳帽进行选择,从而兼容不同电压等级的主控 MCU。同时,MikroE 为此板提供易于使用的软件库与示例代码,便于进一步开发与集成。

Power MUX 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

32L496GDISCOVERY Discovery 套件是一款功能全面的演示和开发平台,专为搭载 Arm® Cortex®-M4 内核的 STM32L496AG 微控制器设计。该套件适用于需要在高性能、先进图形处理和超低功耗之间取得平衡的应用,支持无缝原型开发,适用于各种嵌入式解决方案。STM32L496AG 采用创新的节能架构,集成

了扩展 RAM 和 Chrom-ART 图形加速器,在提升图形性能的同时保持低功耗,使其特别适用于音频处理、图形用户界面和实时数据采集等对能效要求较高的应用。为了简化开发流程,该开发板配备了板载 ST-LINK/V2-1 调试器/编程器,提供即插即用的调试和编程体验,使用户无需额外硬件即可轻松加载、调

试和测试应用程序。凭借低功耗特性、增强的内存能力以及内置调试工具,32L496GDISCOVERY 套件是开发先进嵌入式系统、实现高效能解决方案的理想选择。

Discovery kit with STM32L496AG MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32L496AG Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

169

RAM (字节)

327680

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Shutdown Mode
PB2
RST
ID COMM
PG11
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Output Enable
PA0
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Power MUX 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Discovery kit with STM32L496AG MCU作为您的开发板开始。

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Discovery kit with STM32H750XB MCU NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

Power MUX 3 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示了如何使用 Power MUX 3 Click 板进行多路电源自动切换。该板能够在三个电源输入中自动选择电压最高者作为系统电源输入,实现电源冗余与连续供电。本示例通过定时切换输出的启用与禁用状态,展示输出控制功能。

关键功能:

  • powermux3_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构体为默认值。

  • powermux3_init - 初始化所需引脚与外设资源

  • powermux3_enable_device - 将 SHD 引脚置为高电平,启用 Power MUX 3 Click 板。

  • powermux3_disable_device - 将 SHD 引脚置为低电平,禁用 Power MUX 3 Click 板。

  • powermux3_enable_output - 将 EN 引脚置为高电平,启用电源输出。

  • powermux3_disable_output - 将 EN 引脚置为低电平,禁用电源输出。

应用初始化
初始化日志系统与 Power MUX 3 Click 驱动,然后启用设备。

应用任务
每隔 5 秒交替启用与禁用输出,并通过日志记录当前输出状态。此过程便于观察输出控制效果及电源切换行为。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Power MUX 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Power MUX 3 Click board. It enables automatic 
 * selection between three power sources, selecting the highest voltage as the input source. 
 * The demo toggles the output ON and OFF at regular intervals, allowing observation of
 * the output control functionality.
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and the Power MUX 3 Click driver, then enables the device.
 *
 * ## Application Task
 * Alternates enabling and disabling the output in 5-second intervals while logging the status.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "powermux3.h"

static powermux3_t powermux3;   /**< Power MUX 3 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    powermux3_cfg_t powermux3_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    powermux3_cfg_setup( &powermux3_cfg );
    POWERMUX3_MAP_MIKROBUS( powermux3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == powermux3_init( &powermux3, &powermux3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    powermux3_enable_device ( &powermux3 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, " Output enabled\r\n\n" );
    powermux3_enable_output ( &powermux3 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " Output disabled\r\n\n" );
    powermux3_disable_output ( &powermux3 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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