Komplexný sprievodca uln2003 - funkcie, prevádzkové princípy, ekvivalenty a aplikácie

Séria ULN2003, známa pre integráciu schopností vysokého napätia a vysokého prúdu do poľa Darlington Transistor, sa vyznačuje svojim výhodným pracovným napätím, vynikajúcim výkonom pri súčasnom zosilnení, prispôsobivosti širokej teploty a zaťaženia.Vďaka tomu je ideálnou voľbou pre mnoho systémov vyžadujúcich vysokorýchlostné jednotky.Cieľom tohto článku je ponoriť sa do základných charakteristík ULN2003, ktorý pokrýva jeho konfiguráciu PIN, funkčný popis, prevádzkové mechanizmy a praktické aplikácie v rôznych scenároch.Poďme sa ponoriť k podrobnému porozumeniu.

Model ULN2003 je vysoký napätie, vysokovýkonný ovládač, ktorý našiel svoje miesto v širokej škále aplikácií, vrátane ovládacieho elektronického zámkov, poháňajúcich motorov a nevlastných motorov, displejov LED a riadenia zariadení v inteligentných domácnostiach.Táto univerzálnosť pramení z jej presnej schopnosti zvládnuť vysoké požiadavky na napätie a prúd.V jadre sa uln2003 pozostáva zo siedmich párov Silicon NPN Darlington.Každý tranzistor je spojený v sérii s rezistorom 2,7 kΩ, čo výrazne zvyšuje jeho jazdnú schopnosť.Jednou z vynikajúcich funkcií ULN2003 je jeho kompatibilita s prevádzkovým napätím 5V, čo umožňuje priame pripojenia s obvodmi TTL a CMOS.Toto priame pripojenie zjednodušuje spracovanie údajov, ktoré by inak vyžadovalo štandardné logické vyrovnávacie pamäte, čím uľahčuje kontrolu nad jednotlivými zariadeniami a umožňuje súčasné operácie vo viacerých zariadeniach.

UN2003, navrhnutý dômyselne, produkuje výstupné napätie nezávislé od vstupného napätia, bez problémov do akéhokoľvek návrhu obvodov, či už ide o mikrokontroléry alebo mikroprocesorové systémy.Podporuje až 50 V zaťažovacie napätie a až 500 mA prúd.Jeho kapacita sa môže rozšíriť za tieto limity paralelnými viacerými výstupnými kolíkmi.Navyše, ULN2003 je dodávaný so vstavanými funkciami na tlmenie frekvencie a ochranu zadných EMF, čím pridáva ďalšiu vrstvu bezpečnosti pre pripojené zariadenia.Tento premyslený dizajn zaisťuje, že ULN2003 nielenže spĺňa rôzne potreby súčasných vysokých napätia a vysokých aktuálnych aplikácií, ale tiež ďalej zaručuje spoľahlivosť a bezpečnosť.

Uln2003 sa môže pochváliť nasledujúcimi funkciami:

- Môže pracovať pod napätím až do 50 V (niektoré verzie môžu zvýšiť až 100 V).

- Umožňuje prúd až 500 mA na vstup.

- Zahŕňa vnútornú svorkovú diódu na ochranu zariadenia.

- Vydáva vnútornú ochranu pre návratový systém s kolíkom, ktorý je k dispozícii na snímanie náboja.

- Dokonalá integrácia s mikrokontrolérmi a doskami Arduino.

- Kompatibilita s logikou TTL a 5V CMOS.

- Čip ULN2003 je k dispozícii v 16-kolíkových ponoreniach, TSSOP a SOIC BACKGES.

- Zvyčajne sa dodáva s ďalšími komponentmi namontovanými na module na trhu, aby sa ľahšie pripojilo.

1. Vstup 1: Tento PIN riadi zodpovedajúci výstup (výstup 1).Ak je vysoký (5v), bude existovať výstup;V opačnom prípade nebude.

2. Vstup 2: Rovnaké ako vyššie, ale ovplyvňuje výstup 2.

3. Vstup 3: Rovnaké ako vyššie, pre výstup 3.

4. Vstup 4: Rovnaké pre výstup 4.

5. Vstup 5: Rovnaké ako vyššie, pre výstup 5.

6. Vstup 6: Rovnaké ako vyššie, ale pre výstup 6.

7. Vstup 7: Rovnaké, ale pre výstup 7.

8. GND: Tento kolík 8 slúži na uzemnenie, aby sa pripojil k napájaniu.

9. COM: Tento kolík môže vykonávať rôzne funkcie.Zvyčajne sa používa ako testovací kolík na otvorenie všetkých výstupov.Môže sa tiež použiť na induktívne zaťaženie.

10. Výstup 7: Riadené vstupom 7, môže byť k nemu pripojené akékoľvek zaťaženie 50 V a 500 mA.

11. Výstup 6: Rovnaké ako vyššie, ale závisí od vstupu 6.

12. Výstup 5: Rovnaké, ale zodpovedá vstupu 5.

13. Výstup 4: Rovnaké ako vyššie, ale riadené vstupom 4.

14. Výstup 3: To isté, ale zodpovedá vstupu 3.

15. Výstup 2: Rovnaké ako vyššie, ale zodpovedá vstupu 2.

16. Výstup 1: ovládaný vstupom 1, ale má rovnaké vlastnosti ako ostatné.

Čip ULN2003 šikovne rozdeľuje svoju funkčnosť na dve hlavné časti: vstup a výstup.Na jednej strane používa na zachytenie prichádzajúcich logických signálov sedem vstupných kolíkov (IN1 až IN7).Na druhej strane, sedem výstupných tranzistorov (out1 až out7) spravuje stavy zapínania a vypínania nákladov, s ktorými sú pripojené.Výhodou tohto nastavenia je jeho citlivosť na zmeny signálu: vysoký signál udržuje vnútorné tranzistory v uzavretom stave, čím bráni prúdu prúdu na zaťaženie, zatiaľ čo nízky signál ich otvára, čo umožňuje voľne prúdiť prúd.Toto priame spojenie medzi signálmi vstupných kolíkov a akciami výstupných kolíkov umožňuje presné ovládanie pripojených zariadení.

Funkčne je ULN2003 navrhnutý tak, aby poháňal zaťaženie, ktoré majú príliš vysoké napätie, prúd alebo indukčnosť pre štandardné mikrokontroléry, ktoré majú priamo manipulovať.Okrem toho je každý z jeho výstupov vybavený svorkovými diódami, ktoré poskytujú spätnú ochranu a výrazne zlepšujú stabilitu a spoľahlivosť systému.Tento dizajn spĺňa nielen vysoké požiadavky na riadenie vysokých výkonov zaťaženia, ale tiež zaisťuje bezpečnosť zložitých konfigurácií obvodov, čo z neho robí spoľahlivú voľbu pre náročné elektrické prostredie.

ULN2003 je 16-kolíkový integrovaný obvod integrujúci siedmich párov Darlington Tranzistors, z ktorých každý je schopný riadiť zaťaženie až do 50 V a 500 mA.Sme vybavení zodpovedajúcimi siedmimi vstupnými a výstupnými kolíkmi pre týchto siedmich párov Darlingtonu.Okrem toho obsahuje uzemňovací kolík a spoločný špendlík.Zvyčajne je mletý kolík priamo uzemnený, zatiaľ čo použitie spoločného PIN je voliteľné.Prekvapivo tento IC nemá vyhradený kolík VCC.Dôvodom je skutočnosť, že sila potrebná na prácu s tranzistormi je odobratá priamo zo vstupných kolíkov.Nižšie je uvedený jednoduchý príklad obvodu, ktorý sa môže použiť na testovanie prevádzky integrovaného obvodu ULN2003.

V tomto nastavení sa LED považuje za zaťaženie, pričom jeho pozitívny terminál je pripojený k napájaniu a jeho záporný terminál uzemnený výstupným kolíkom ULN2003.Tento dizajn sa vyberie, pretože keď sa úroveň napätia pri vstupnom kolíku stúpa, zodpovedajúce areály výstupného kolíka, čím sa obvod uzavrie a osvetľuje LED.Okrem toho, aj keď maximálny limit prúdu zaťaženia pre každý výstupný kolík je 500 mA, jazda s vyšším prúdom je možné dosiahnuť paralelnými viacerými výstupnými kolíkmi.Napríklad paralelné s tromi kolíkmi môžu teoreticky poháňať prúdy až do 1,5a.Zatiaľ čo uzemnenie kolíka COM je voliteľné, môže sa použiť ako testovací spínač, čo umožňuje, aby sa všetky výstupné kolíky uzemnili, keď je kolík COM uzemnený.

- Pre riadenie vysokých prúdov s digitálnymi obvodmi.

- Vhodné pre krokové motory s jazdou.

- Dokáže riadiť LED diódy s vysokým prúdom.

- Moduly relé jednotky (schopné riadiť 7 relé).

- Logické vyrovnávacie pamäte v digitálnej elektronike.

- Používa sa ako dotykový senzor pre Arduino.

- LR2003L

- TBD62003APG

- uln2001

- uln2001a

- uln2003a

Modul pohonu krokového motora ULN2003 sa používa na pohonné motory, vysoko prúdové LED a reléové moduly.Tento IC využíva páry Darlingtonu pre výstup a môže poskytnúť až 5 V a 500 mA.Výkon potrebný pre prevádzku tranzistorov je získavaný zo vstupu na riadenie, a preto na IC nie je žiadny kolík VCC.

Model ULN2003A je vybavený základným odporom série 2,7 kΩ pre každý pár Darlingtonu, ktorý umožňuje priamu prevádzku pomocou zariadení TTL alebo 5-V CMOS.ULN2004A má základný odpor série 10,5 kΩ na uľahčenie jeho priamej prevádzky zo zariadení CMOS pomocou napájacieho napätia 6 až 15 V.

ULN2003A, populárny komponent pre vedenie zaťaženia vyšších napätí z logiky, má svoje vstupy hodnotené až na 30 V a výstupy až pre 50 V.ULN2004 by sa mohol považovať aj za alternatívu.

Všetky sa dajú považovať za rôzne verzie toho istého zariadenia, konkrétne ULN2003A.Uln2003a je 7-kanálová nízko-strana Darlington Array.ULQ2003A je identický s ULN2003A, ale hodnotený pre vyššie teploty (85 ° C).Uln2803 má namiesto 7 8 kanálov, čo je podobné ako uln2003a.

Primárnou funkciou ULN2003 je zosilnenie riadiacich signálov z Arduino, aby sa dali použiť na riadenie krokového motora 28BYJ-48.