Komplexní příručka ULN2003 - Funkce, provozní principy, ekvivalenty a aplikace

Řada ULN2003, známá pro integraci vysokých napětí a schopností s vysokým proudem do pole Darlington Transistor, vyniká pro své výhodné pracovní napětí, vynikající výkon při amplifikaci proudu, širokou přizpůsobitelnost teploty a kapacitu zatížení.Díky tomu je ideální volbou pro mnoho systémů vyžadujících vysoce výkonné jednotky.Cílem tohoto článku je ponořit se do základních charakteristik ULN2003, pokrývající jeho konfiguraci PIN, funkční popis, operační mechanismy a praktické aplikace v různých scénářích.Pojďme se ponořit o podrobné porozumění.

ULN2003 je vysoký napětí, ovladač s vysokým proudem, který našel své místo v široké škále aplikací, včetně ovládání elektronických zámků, napájení motorů a krokových motorů, displejů LED a řízení zařízení v inteligentních domech.Tato všestrannost pramení z její přesné schopnosti zvládnout požadavky na vysoké napětí a proud.V jádru se ULN2003 skládá ze sedmi párů Silicon NPN Darlington.Každý tranzistor je připojen v sérii s rezistorem 2,7 kΩ, což významně zvyšuje jeho schopnost jízdy.Jedním z standoutů prvků ULN2003 je jeho kompatibilita s 5V operačním napětím, což umožňuje přímé spojení s obvody TTL a CMOS.Toto přímé připojení zjednodušuje zpracování dat, které by jinak vyžadovalo standardní logické vyrovnávací paměti, čímž by se usnadnilo kontrolu nad jednotlivými zařízeními a umožnilo současné operace na více zařízeních.

ULN2003 navržený důmyslně vytváří výstupní napětí nezávislé na vstupním napětí, plynule se vstupuje do jakéhokoli návrhu obvodu, ať už zahrnující mikrokontroléry nebo mikroprocesorové systémy.Podporuje až 50 V napětí a proud až 500 mA.Jeho kapacita může být rozšířena za tyto limity paralelním s více výstupními kolíky.Kromě toho ULN2003 přichází s vestavěnými funkcemi pro tlumení frekvence a ochranu back-EMF a přidává další vrstvu bezpečnosti pro připojená zařízení.Tento promyšlený design zajišťuje, že ULN2003 nejen splňuje rozmanité potřeby současného vysokého napětí, aplikací s vysokým proudem, ale také dále zaručuje spolehlivost a bezpečnost.

ULN2003 se může pochlubit následujícími funkcemi:

- Může fungovat pod napětím až do 50 V (některé verze mohou jít až na 100 V).

- Umožňuje proud až 500 Ma na vstup.

- Zahrnuje interní svorku pro ochranu zařízení.

- obsahuje interní ochranu pro návratový systém s kolíkem k dispozici pro snímání náboje.

- Perfektní integrace s mikrokontroléry a deskami Arduino.

- Kompatibilita s logikou TTL a 5V CMOS.

- Chip ULN2003 je k dispozici v 16-pinových dip, TSSOP a SOIC.

- Obvykle přichází s dalšími komponenty namontovanými na modulu na trhu pro snazší připojení.

1. Vstup 1: Tento pin řídí odpovídající výstup (výstup 1).Pokud je vysoká (5V), bude existovat výstup;Jinak tam nebude.

2. Vstup 2: Stejné jako výše, ale ovlivňuje výstup 2.

3. Vstup 3: Stejné jako výše, pro výstup 3.

4. Vstup 4: Stejné pro výstup 4.

5. Vstup 5: Stejné jako výše, pro výstup 5.

6. Vstup 6: Stejné jako výše, ale pro výstup 6.

7. Vstup 7: Stejný, ale pro výstup 7.

8. GND: Tento pin 8 je pro uzemnění, aby byl připojen k napájení.

9. COM: Tento pin může provádět různé funkce.Obvykle se používá jako testovací kolík k otevření všech výstupů.Může být také použit pro indukční zatížení.

10. Výstup 7: Řízený vstupem 7 může být k němu připojeno jakékoli zatížení 50V a 500 mA.

11. Výstup 6: Stejné jako výše, ale závisí na vstupu 6.

12. Výstup 5: Stejné, ale odpovídá vstupu 5.

13. Výstup 4: Stejné jako výše, ale ovládán vstupem 4.

14. Výstup 3: Stejné, ale odpovídá vstupu 3.

15. Výstup 2: Stejné jako výše, ale odpovídá vstupu 2.

16. Výstup 1: Řízený vstupem 1, ale má stejné vlastnosti jako ostatní.

Čip ULN2003 chytře rozděluje svou funkčnost na dvě hlavní části: vstup a výstup.Na jedné straně používá k zachycení příchozích logických signálů sedm vstupních kolíků (In1 až In7).Na druhé straně sedm výstupních tranzistorů (OUT1 až OUT7) Spravuje stavy zatížení zatížení, ke kterým jsou připojeny.Výhodou tohoto nastavení je jeho citlivost na změny signálu: vysoký signál udržuje vnitřní tranzistory v uzavřeném stavu, což zabraňuje proudu proudu do zatížení, zatímco nízký signál je otevírá, což umožňuje volně proudit proud.Toto přímé spojení mezi signály vstupních kolíků a akcí výstupních kolíků umožňuje přesnou kontrolu nad připojenými zařízeními.

Funkčně je ULN2003 navržen tak, aby řídil zatížení, které mají příliš vysoké napětí, proud nebo indukci pro standardní mikrokontroléry, aby mohly přímo zpracovat.Kromě toho je každý ze svých výstupů vybaven diodami svorky, poskytujícím reverzní ochranu a výrazně zvyšuje stabilitu a spolehlivost systému.Tento design nesplňuje nejen vysoké požadavky kontroly vysoce výkonných zatížení, ale také zajišťuje bezpečnost konfigurací komplexních obvodů, což z něj činí spolehlivou volbu pro náročné elektrické prostředí.

ULN2003 je 16pinový integrovaný obvod integrující sedm párů Transistorů Darlingtonu, z nichž každá je schopna jízdy zatížení až 50 V a 500 mA.Jsme vybaveni odpovídajícími sedmi vstupními a výstupními kolíky pro těchto sedm párů Darlington.Navíc zahrnuje pozemní kolík a běžný kolík.Normálně je pozemní kolík přímo uzemněn, zatímco použití běžného kolíku je volitelné.Překvapivě tento IC nemá vyhrazený PIN VCC.Je to proto, že síla potřebná pro práci tranzistorů je převzata přímo ze vstupních kolíků.Níže je jednoduchý příklad obvodu, který lze použít k testování provozu integrovaného obvodu ULN2003.

V tomto nastavení je LED považována za zátěž, přičemž jeho kladný terminál připojený k napájecímu napájení a jeho negativním terminálem uzemněným výstupním kolíkem ULN2003.Tento návrh je zvolen, protože když hladina napětí při vstupním kolíku stoupá, odpovídající výstupní kolík se zavřou obvod a osvětlí LED.Navíc, ačkoli limit maximálního zatížení proudu pro každý výstupní kolík je 500 mA, řízení vyššího proudu lze dosáhnout paralelním s více výstupními kolíky.Například paralelní tři kolíky mohou teoreticky řídit proudy do 1,5a.Zatímco uzemňování kolíku je volitelný, lze jej použít jako testovací spínač, což umožňuje, aby všechny výstupní kolíky při uzemnění COM uzemnily.

- Pro řízení vysoce proudu s digitálními obvody.

- Vhodné pro řízení krokových motorů.

- může řídit vysokoprousné LED diody.

- Moduly Relay Drive (schopné řídit 7 relé).

- Logické vyrovnávací paměti v digitální elektronice.

- Používá se jako dotykový senzor pro Arduino.

- LR2003L

- TBD62003APG

- ULN2001

- ULN2001A

- ULN2003A

Pro řízení modulů pro řízení motoru ULN2003 se používá pro řízení krokových motorů, vysoce proudových LED a reléových modulů.Tento IC používá páry Darlington pro výstup a může poskytnout až 5V a 500 mA.Výkon potřebný pro provoz tranzistorů je pocházející z kontrolního vstupu, a proto na IC není žádný PIN VCC.

ULN2003A má základní rezistor řady 2,7-kΩ pro každý Darlington pár, který umožňuje přímý provoz se zařízeními TTL nebo 5-V CMOS.ULN2004A má základní rezistor řady 10,5 kΩ, který usnadňuje jeho přímý provoz ze zařízení CMOS pomocí napájecího napětí 6 až 15 V.

ULN2003A, oblíbená součást pro řízení zatížení vyššího napětí z logiky, má své vstupy hodnoceny až do 30 V a výstupy až 50 V.ULN2004 lze také považovat za alternativu.

Všechny tyto lze považovat za různé verze stejného zařízení, konkrétně ULN2003A.ULN2003A je 7kanálové pole Darlington na nízké straně.ULQ2003A je totožná s ULN2003A, ale hodnocena pro vyšší teploty (85 ° C).ULN2803 má 8 kanálů místo 7, což je podobné ULN2003A.

Primární funkcí ULN2003 je amplifikovat kontrolní signály z Arduino, aby mohly být použity k řízení krokového motoru 28ByJ-48.