Hiểu các tính năng và ứng dụng chính của ULN2003

ULN2003 là một sản phẩm loạt mảng bóng bán dẫn tổng hợp cao, điện áp cao.Nó có điện áp hoạt động cao, mức tăng dòng điện cao, phạm vi nhiệt độ rộng và khả năng tải mạnh, vì vậy nó rất phù hợp cho các hệ thống khác nhau đòi hỏi ổ đĩa công suất cao.Bài viết này sẽ giới thiệu thông tin liên quan của ULN2003, bao gồm các đặc điểm, chân và chức năng, nguyên tắc làm việc, chức năng và ứng dụng của nó.Hãy bắt đầu.

Danh mục

Tổng quan ULN2003

ULN2003 là một trình điều khiển điện áp cao và dòng điện cao, thường được sử dụng trong các mạch khác nhau để điều khiển khóa điện tử, ổ đĩa động cơ, ổ đĩa động cơ LED, chuyển đổi màn hình LED, thiết bị nhà thông minh và các dịp khác trong đó các thiết bị cao và điện áp cao và thiết bị dòng điện caocần được kiểm soát.Nó bao gồm bảy bóng bán dẫn tổng hợp NPN Silicon, với mỗi cặp bóng bán dẫn Darlington được kết nối nối tiếp với một điện trở cơ sở 2,7k.Ở điện áp hoạt động là 5V, nó có thể được kết nối trực tiếp với các mạch TTL và CMOS, do đó, nó có thể xử lý trực tiếp dữ liệu ban đầu yêu cầu bộ đệm logic tiêu chuẩn.Do đó, ULN2003 có thể kiểm soát nhiều thiết bị cùng một lúc.Nó có những ưu điểm của độ tin cậy cao, giao diện thuận tiện, v.v., và dễ dàng được tích hợp vào các mạch khác nhau.

Giải pháp thay thế và tương đương

• LR2003L

• TBD62003APG

• ULN2001

• ULN2001A

• ULN2003A

Các đặc điểm của ULN2003 là gì?

ULN2003 có các tính năng sau:

• Dòng ngủ nông: Khi đầu ra thấp, dòng ngủ của ULN2003 rất thấp, giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng và tạo nhiệt.

• Gói nhúng: ULN2003 áp dụng gói nội tuyến kép để dễ dàng chèn vào bảng mạch và dễ hàn dễ dàng.

• Bảy đầu ra có thể lập trình: ULN2003 có bảy chân đầu ra, mỗi chân có thể được điều khiển độc lập, làm cho nó lý tưởng để lái nhiều động cơ hoặc rơle.

• Khả năng tương thích cấp đầu vào và kiểm soát: Các chân đầu vào của ULN2003 áp dụng điều khiển mức TTL và CMOS, tương thích hoàn toàn với các mức logic phổ biến, do đó rất thuận tiện để tích hợp với các mạch kỹ thuật số khác.

• DuPont Diode tự do tích hợp: Mỗi cặp Darlington có DuPont Diode miễn phí tích hợp để bảo vệ các thành phần chuyển đổi khỏi thiệt hại điện áp ngược, do đó cải thiện độ tin cậy của chip.

• Dòng điện cao và điện áp cao: Đầu ra của ULN2003 có thể chịu được dòng điện và điện áp cao.Dòng điện chịu lực tối đa của nó là 500mA và điện áp chịu được tối đa là 50V, điều này làm cho nó rất phù hợp để điều khiển động cơ và rơle công suất cao.

Sơ đồ pin và chức năng của ULN2003

Chân 1: Chân này là đầu vào xung của CPU và cổng tương ứng với đầu ra tín hiệu.

Chân 2 đến 7: Chân này là đầu vào xung CPU.

Pin 8: Pin này được nối đất.

PIN 9: PIN này là cực âm phổ biến của bảy điốt tự do bên trong.ANODE của mỗi diode được kết nối với bộ thu của mỗi ống Darlington.Khi được sử dụng cho tải trọng cảm ứng, pin này phải được kết nối với cực dương của nguồn điện tải để đạt được độ tự do.Nếu pin này được kết nối với mặt đất, nó thực sự tương đương với bộ thu của ống Darlington được kết nối trực tiếp với mặt đất.

Các chân 10 đến 16: Các chân này là các đầu ra tín hiệu xung, tương ứng với chân 7, chân 6, chân 5, chân 4, chân 3, chân 2 và đầu vào tín hiệu đầu vào PIN 1 tương ứng.

Nguyên tắc làm việc và chức năng của ULN2003

ULN2003 bao gồm hai phần chính, phía đầu vào và phía đầu ra.Các đầu vào bao gồm bảy chân đầu vào (từ 1 đến In7), được sử dụng để nhận tín hiệu logic từ các nguồn bên ngoài, trong khi các đầu ra chứa bảy cổng đầu ra ống chuyển mạch (OUT1 sang OUT7), chịu trách nhiệm điều khiển trạng thái chuyển đổi của các mạch tải.

Nguyên tắc làm việc của ULN2003 như sau: Khi tín hiệu đầu vào ở mức cao, ống chuyển đổi tương ứng bên trong chip sẽ ở trạng thái đóng và mạch tải không thể được điều khiển theo dòng điện tại thời điểm này;Khi tín hiệu đầu vào ở mức thấp, ống công tắc sẽ được bật, do đó cho phép dòng điện dẫn mạch tải.Do đó, bằng cách thay đổi trạng thái cấp của thiết bị đầu cuối đầu vào, chúng ta có thể đạt được điều khiển chuyển đổi của pin tương ứng của đầu ra.

Chức năng chính của ULN2003 là điều khiển tải điện áp cao, dòng điện cao và độ tự cảm cao.Vì các bộ vi điều khiển thông thường không thể điều khiển trực tiếp các tải này, nên ULN2003 là cần thiết để lái xe và điều khiển.Ngoài ra, chip được trang bị một diode triệt tiêu nội bộ để cung cấp bảo vệ ngược tại cổng đầu ra, làm cho toàn bộ hệ thống ổn định và đáng tin cậy hơn.

Sơ đồ mạch ổ đĩa ULN2003

ULN2003 là một mạch tích hợp với 16 chân.Nó tích hợp bảy cặp bóng bán dẫn Darlington, mỗi cặp có khả năng lái xe lên tới 50V và 500mA.Đối với bảy cặp Darlington này, chúng tôi trang bị bảy chân đầu vào và đầu ra tương ứng.Ngoài ra, nó chứa các chân đất và ghim mục đích chung.Thông thường, pin mặt đất được kết nối trực tiếp với mặt đất, trong khi việc sử dụng một chốt thông thường là tùy chọn.Đáng ngạc nhiên, IC này không có pin VCC chuyên dụng.Điều này là do sức mạnh cần thiết cho bóng bán dẫn hoạt động sẽ được rút trực tiếp từ chân đầu vào.Dưới đây là một ví dụ mạch đơn giản có thể được sử dụng để kiểm tra hoạt động của mạch tích hợp ULN2003.

Trong mạch, chúng tôi nghĩ rằng đèn LED là tải và các chân logic được sử dụng để kết nối với các mạch kỹ thuật số hoặc vi điều khiển như Arduino.Lưu ý rằng chân dương của đèn LED phải được kết nối với điện áp tải dương và chân âm phải được kết nối với chân đầu ra của IC.Điều này là do khi mức pin đầu vào của IC lên cao, pin đầu ra tương ứng sẽ xuống đất.Do đó, khi thiết bị đầu cuối âm của đèn LED được kết nối với mặt đất, mạch được đóng lại, cho phép đèn LED phát ra ánh sáng.Dòng tải tối đa được kết nối với mỗi chân đầu ra là 500mA và điện áp là 50V.Tuy nhiên, nếu bạn cần lái một tải hiện tại cao hơn, bạn có thể làm như vậy bằng cách kết nối hai hoặc nhiều chân đầu ra song song.Ví dụ: nếu bạn kết nối ba chân song song, bạn có thể lái khoảng 1,5A.Pin COM được sử dụng để kết nối với mặt đất thông qua công tắc, kết nối này là tùy chọn.Nó có thể được sử dụng như một công tắc thử nghiệm, tức là khi chốt này được kết nối với mặt đất, tất cả các chân đầu ra sẽ được kết nối với mặt đất.

ULN2003 được sử dụng ở đâu?

Trong các ứng dụng thực tế, ULN2003 thường được sử dụng để điều khiển tải trọng cảm ứng như động cơ bước, rơle và van điện từ.Vì các tải này thường yêu cầu dòng điện lớn hơn và điện áp cao hơn để lái, ULN2003 có đủ khả năng lái xe trong khi có mức tiêu thụ năng lượng nhỏ hơn và độ tin cậy cao hơn, khiến nó trở thành một lựa chọn lý tưởng để lái các tải này.

Ngoài chức năng lái xe cơ bản, ULN2003 cũng có thể nhận ra các chức năng điều khiển phức tạp hơn bằng cách sử dụng các điện trở, tụ điện và các thành phần khác.Ví dụ, chúng ta có thể sử dụng các điện trở bên ngoài để điều chỉnh kích thước của dòng điện đầu ra hoặc thông qua các tụ điện bên ngoài để nhận ra các chức năng de-jitter và các chức năng khác.Việc thực hiện các chức năng kiểm soát này không chỉ mở rộng hơn nữa phạm vi ứng dụng của ULN2003, mà còn tăng cường tính linh hoạt của việc sử dụng.

Trong quá trình thiết kế và sản xuất thiết bị điện tử, ULN2003 được sử dụng rộng rãi.Nó có thể được sử dụng trong các mạch điều khiển khác nhau, mạch điều khiển, mạch bảo vệ và các dịp khác, cung cấp một sự đảm bảo quan trọng cho hoạt động bình thường của thiết bị điện tử.Đồng thời, vì ULN2003 có kích thước nhỏ hơn và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn, nó cũng đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử theo đuổi việc thu nhỏ và tiêu thụ năng lượng thấp.

Làm thế nào để sử dụng ULN2003 để điều khiển động cơ Stepper?

Đầu tiên, chúng ta cần kết nối nguồn điện của động cơ bước với điện áp cung cấp thích hợp và đảm bảo rằng phạm vi điện áp cung cấp của ULN2003 đáp ứng các yêu cầu của động cơ bước.Tiếp theo, chúng tôi kết nối các chân đầu ra của ULN2003 với các điều khiển của động cơ bước.Thông thường, động cơ bước có bốn đường điều khiển (A, A ', B, B') tương ứng với hai pha.Chúng tôi kết nối từng trong bốn đầu ra (OUT1 đến ngoài 4) của ULN2003 với bốn đường điều khiển này của động cơ bước.Sau đó, chúng tôi kết nối tín hiệu điều khiển (ví dụ: từ vi điều khiển) với đầu vào của ULN2003.Khi tín hiệu đầu vào cao, pin đầu ra ULN2003 tương ứng sẽ được kéo thấp, điều này sẽ khiến động cơ bước quay.Sau đó, chúng tôi cần viết chương trình để điều khiển động cơ bước bằng ngôn ngữ lập trình phù hợp.Tùy thuộc vào loại động cơ bước (một pha, hai pha, bốn pha, v.v.), chúng ta cần xác định trình tự bước và tín hiệu điều khiển chính xác.Cuối cùng, chúng tôi chạy chương trình và kiểm tra chuyển động của động cơ bước.Khi cần thiết, chúng ta có thể điều chỉnh trình tự bước và tốc độ của động cơ bước để đảm bảo rằng nó hoạt động như mong đợi.

Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]

1. Điều gì thay thế cho ULN2003 MOSFET?

Chúng tôi có MOSFET tương đương với ULN2003, được gọi là TPL7407LA.

2. ULN2003 được sử dụng để làm gì?

ULN2003 IC là một trong những IC điều khiển động cơ được sử dụng phổ biến nhất.IC này có ích khi chúng ta cần lái tải hiện tại cao bằng các mạch logic kỹ thuật số như OP-maps, Timers, Gates, Arduino, PIC, ARM, v.v.

3. Chip ULN2003 là gì?

Mô -đun trình điều khiển ULN2003 là trình điều khiển động cơ bước, kích thước nhỏ và dễ sử dụng.Nó sử dụng chip trình điều khiển ULN2003 để khuếch đại tín hiệu điều khiển từ Arduino.Tùy chọn cực nhẹ và giá rẻ này thường được sử dụng để chạy và điều khiển các động cơ bước nhỏ của ứng dụng.

4. Tại sao chúng ta sử dụng ULN2803?

Mạch tích hợp ULN2803 được sử dụng làm giao diện nguồn cho các mạch với công nghệ CMOS và TTL.Tích hợp này có 8 bóng bán dẫn NPN trong cấu hình Darlington với các điốt bảo vệ, để điều khiển động cơ, tải trọng cảm ứng, rơle, v.v.

5. Sự khác biệt giữa ULN2002 và ULN2003 là gì?

ULN2002A được thiết kế đặc biệt để sử dụng với các thiết bị PMOS 14 đến 25-V.Mỗi đầu vào của thiết bị này có một diode zener và điện trở nối tiếp để điều khiển dòng điện đầu vào đến giới hạn an toàn.ULN2003A có điện trở cơ sở 2,7 kΩ cho mỗi cặp Darlington cho hoạt động trực tiếp với các thiết bị TTL hoặc 5-V CMOS.