הבנת תכונות המפתח והיישומים של ULN2003

ULN2003 הוא מוצר סדרת טרנזיסטור מערך טרנזיסטור מערך גבוה בעל מתח גבוה, זרם גבוה.יש לו מתח הפעלה גבוה, רווח זרם גבוה, טווח טמפרטורות רחב ויכולת עומס חזקה, כך שהוא מתאים מאוד למערכות שונות הדורשות כונן בעל עוצמה גבוהה.מאמר זה יציג מידע רלוונטי של ULN2003, כולל מאפייניו, סיכותיו ופונקציותיו, עיקרון עבודה, פונקציה ויישום.בואו נתחיל.

קָטָלוֹג

סקירה כללית של ULN2003

ULN2003 הוא נהג מתח גבוה וזרם גבוה המשמש בדרך כלל במעגלים שונים לבקרת נעילה אלקטרונית, כונן מנוע, כונן מנוע צעד, המרת תצוגת LED, ציוד בית חכם ואירועים אחרים בהם מתח גבוה ומכשירים בעלי זרם גבוהצריך לשלוט.זה מורכב משבעה טרנזיסטורים מורכבים של NPN NPN, כאשר כל זוג טרנזיסטורים של דארלינגטון מחוברים בסדרה עם נגדי בסיס 2.7K.במתח הפעלה של 5V, ניתן לחבר אותו ישירות למעגלי TTL ו- CMOS, כך שהוא יכול לעבד ישירות נתונים שדרשו במקור מאגרי לוגיקה סטנדרטיים.לפיכך, ULN2003 יכול לשלוט במכשירים מרובים בו זמנית.יש לו היתרונות של אמינות גבוהה, ממשק נוח וכו ', וקל לשלב אותו במעגלים שונים.

אלטרנטיבות ושווי ערך

• • LR2003L

• • TBD62003APG

• ULN2001

• • ULN2001A

• • ULN2003A

מהם המאפיינים של ULN2003?

ל- ULN2003 התכונות הבאות:

• זרם שינה רדוד: כאשר התפוקה נמוכה, זרם השינה של ULN2003 נמוך מאוד, מה שמסייע בהפחתת צריכת החשמל וייצור החום.

• חבילת טבילה: ULN2003 מאמצת חבילה כפולה בשורה להכנסה קלה ללוח המעגלים והלחמה קלה.

• שבעה תפוקות הניתנות לתכנות: ל- ULN2003 יש שבעה סיכות פלט, שכל אחת מהן ניתן לשלוט באופן עצמאי, מה שהופך אותו לאידיאלי לנהיגה במספר מנועים או ממסרים.

• תאימות רמת קלט ובקרה: סיכות הקלט של ULN2003 מאמצות בקרת רמת TTL ו- CMOS, התואמות לחלוטין את רמות ההיגיון הנפוצות, כך שנוח מאוד להשתלב במעגלים דיגיטליים אחרים.

• דיודה דופונט מובנית בחינם: לכל זוג דארלינגטון יש דיודה דופונט מובנית בחינם כדי להגן על רכיבי המיתוג מפני נזק למתח הפוך, ובכך לשפר את אמינות השבב.

• זרם גבוה ומתח גבוה: התפוקה של ULN2003 יכולה לעמוד בזרם ומתח גבוה.זרם העמידה המרבי שלו הוא 500mA והמתח העמידה המרבי הוא 50V, מה שהופך אותו למתאים מאוד לשליטה על מנועים וממסרים בעלי עוצמה גבוהה.

תרשים סיכה ופונקציות של ULN2003

סיכה 1: סיכה זו היא מסוף כניסת הדופק של ה- CPU, והיציאה תואמת מסוף פלט האות.

סיכה 2 עד 7: סיכה זו היא מסוף כניסת הדופק של ה- CPU.

סיכה 8: סיכה זו מקורקעת.

סיכה 9: סיכה זו היא הקתודה הנפוצה של שבע הדיודות הפנימיות הפנימיות.האנודה של כל דיודה מחוברת לאספן של כל צינור דארלינגטון.כאשר משתמשים בו לעומסים אינדוקטיביים, יש לחבר סיכה זו לקוטב החיובי של אספקת העומס כדי להשיג גלגל חופשי.אם סיכה זו מחוברת לקרקע, היא למעשה שווה לאספן של צינור דארלינגטון המחובר ישירות לקרקע.

סיכות 10 עד 16: סיכות אלה הן מסופי פלט האות הדופק, המתאימים לסיכה 7, סיכה 6, סיכה 5, סיכה 4, סיכה 3, סיכה 2 ומסופי כניסה לאות 1 בהתאמה.

עיקרון עבודה ופונקציה של ULN2003

ה- ULN2003 מורכב משני חלקים עיקריים, הצד הקלט וצד הפלט.הכניסות כוללות שבעה סיכות קלט (IN1 עד IN7), המשמשות לקבלת אותות לוגיים ממקורות חיצוניים, ואילו היציאות מכילות שבעה יציאות פלט צינורות מיתוג (OUT1 ל- OUT7), האחראים לשליטה על מצב המיתוג של מעגלי העומסו

עיקרון העבודה של ULN2003 הוא כדלקמן: כאשר אות הקלט הוא ברמה גבוהה, צינור המתג המתאים בתוך השבב יהיה במצב סגור, ולא ניתן להניע את מעגל העומס על ידי זרם בשלב זה;כאשר אות הכניסה הוא ברמה נמוכה, צינור המתג יופעל, ובכך יאפשר לזרם להניע את מעגל העומס.לכן, על ידי שינוי מצב הרמה של מסוף הקלט, אנו יכולים להשיג שליטה מיתוג של ה- PIN המתאים של מסוף הפלט.

הפונקציה העיקרית של ULN2003 היא להניע עומסי השראות במתח גבוה, זרם גבוה ועומסי השראות גבוהים.מכיוון שקרי מיקרו רגילים אינם יכולים לשלוט ישירות בעומסים אלה, ULN2003 נדרש לנהיגה ובקרה.בנוסף, השבב מצויד בדיודה דיכוי פנימית כדי לספק הגנה הפוכה ביציאת הפלט, מה שהופך את המערכת כולה ליציבה ואמינה יותר.

תרשים מעגלי כונן ULN2003

ULN2003 הוא מעגל משולב עם 16 סיכות.זה משלב שבעה זוגות של טרנזיסטורים דארלינגטון, שכל אחד מהם מסוגל להניע עומסים עד 50V ו- 500mA.עבור שבעת הזוגות האלה של דארלינגטון, אנו מציידים את שבעת סיכות הקלט והפלט המתאימות.בנוסף, הוא מכיל סיכות קרקע וסיכות מטרה כללית.בדרך כלל, סיכת הקרקע מחוברת ישירות לקרקע, ואילו השימוש בסיכה משותפת הוא אופציונלי.באופן מפתיע, ל- IC זה אין סיכת VCC ייעודית.הסיבה לכך היא שהעוצמה הנדרשת לטרנזיסטור להפעלה תימשך ישירות מסיכת הקלט.להלן דוגמה מעגלית פשוטה שניתן להשתמש בה לבדיקת פעולת המעגל המשולב ULN2003.

במעגל אנו חושבים על ה- LED כעומס וסיכות ההיגיון משמשות לחיבור למעגלים דיגיטליים או לקרי מיקרו כמו Arduino.שים לב שיש לחבר את הסיכה החיובית של ה- LED למתח העומס החיובי ויש לחבר את הסיכה השלילית לסיכת הפלט של ה- IC.הסיבה לכך היא שכאשר רמת סיכת הקלט של ה- IC הולכת גבוהה, סיכת הפלט המתאימה עוברת לקרקע.לכן, כאשר המסוף השלילי של ה- LED מחובר לקרקע, המעגל סגור, ומאפשר ל- LED לפלוט אור.זרם העומס המרבי המחובר לכל סיכת פלט הוא 500mA והמתח הוא 50 וולט.עם זאת, אם אתה צריך להניע עומס זרם גבוה יותר, אתה יכול לעשות זאת על ידי חיבור שני סיכות פלט או יותר במקביל.לדוגמה, אם אתה מחבר שלוש סיכות במקביל, אתה יכול לנהוג בערך 1.5a.סיכת ה- COM משמשת לחיבור לקרקע דרך המתג, חיבור זה הוא אופציונלי.זה יכול לשמש כמתג בדיקה, כלומר כאשר סיכה זו מחוברת לקרקע, כל סיכות הפלט יחוברו לקרקע.

היכן משתמשים ב- ULN2003?

ביישומים מעשיים, ULN2003 משמש לרוב להנעת עומסים אינדוקטיביים כמו מנועי צעד, ממסרים ושסתומי סולנואיד.מכיוון שעומסים אלה דורשים בדרך כלל זרמים גדולים יותר ומתחים גבוהים יותר לנהיגה, ל- ULN2003 יכולות נהיגה מספקות תוך צריכת חשמל קטנה יותר ואמינות גבוהה יותר, מה שהופך אותו לבחירה אידיאלית להנעת עומסים אלה.

בנוסף לפונקציית הנהיגה הבסיסית, ULN2003 יכול גם לממש פונקציות בקרה מורכבות יותר באמצעות נגדים חיצוניים, קבלים ורכיבים אחרים.לדוגמה, אנו יכולים להשתמש בנגדים חיצוניים כדי להתאים את גודל זרם הפלט, או דרך קבלים חיצוניים כדי לממש את שחרור הפונקציות ופונקציות אחרות.מימוש פונקציות בקרה אלה לא רק מרחיב עוד יותר את היקף היישום של ULN2003, אלא גם משפר את גמישות השימוש בו.

בתהליך התכנון והייצור של ציוד אלקטרוני, ULN2003 נמצא בשימוש נרחב.ניתן להשתמש בו במעגלי בקרה שונים, מעגלי כניסה, מעגלי הגנה ואירועים אחרים, ומספק ערבות חשובה להפעלה רגילה של ציוד אלקטרוני.יחד עם זאת, מכיוון של- ULN2003 יש גודל קטן יותר וצריכת חשמל נמוכה יותר, היא הייתה בשימוש נרחב גם במכשירים אלקטרוניים העוסקים במזעור וצריכת חשמל נמוכה.

כיצד להשתמש ב- ULN2003 כדי להניע מנוע צעד?

ראשית, עלינו לחבר את ספק הכוח של מנוע הצעד למתח אספקה ​​מתאים ולוודא שמגוון מתח האספקה ​​של ULN2003 עומד בדרישות מנוע הצעד.בשלב הבא אנו מחברים את סיכות הפלט של ULN2003 לבקרות מנוע הצעד.בדרך כלל, למנועי צעד יש ארבעה קווי בקרה (A, A ', B, B') המתאימים לשני שלבים.אנו מחברים כל אחד מארבעת התפוקות (Out1 עד Out4) של ה- ULN2003 לארבעת קווי הבקרה הללו של מנוע צעד.לאחר מכן, אנו מחברים אות בקרה (למשל מבקר מיקרו) לכניסת ה- ULN2003.כאשר אות הקלט גבוה, סיכת הפלט ULN2003 המתאימה תימשך נמוכה, מה שיגרום למנוע הצעד להסתובב.לאחר מכן עלינו לכתוב את התוכנית כדי לשלוט על מנוע הצעד באמצעות שפת תכנות מתאימה.תלוי בסוג מנוע צעד (שלב חד-פאזי, דו-פאזי, ארבע פאזה וכו '), עלינו לקבוע את רצף הצעד הנכון ואת אותות הבקרה.לבסוף, אנו מנהלים את התוכנית ובוחנים את תנועת מנוע הצעד.לפי הצורך, אנו יכולים להתאים את רצף הצעד ומהירותו של מנוע הצעד כדי להבטיח שהוא פועל כצפוי.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. מה מחליף את ULN2003 MOSFET?

יש לנו MOSFET שווה ערך ל- ULN2003, שנקרא TPL7407LA.

2. למה משתמשים ב- ULN2003?

ULN2003 IC הוא אחד ממנהג המנוע הנפוץ ביותר IC.IC זה מועיל כאשר אנו צריכים להניע עומסים זרם גבוהים באמצעות מעגלי לוגיקה דיגיטליים כמו OP-MAPS, טיימרים, שערים, ארדואינו, תמונה, זרוע וכו '.

3. מהו שבב ULN2003?

מודול הנהג ULN2003 הוא נהג מנוע צעד, גודל קטן וקל לשימוש.הוא משתמש בשבב הנהג ULN2003 כדי להגביר את אות הבקרה מהארדואינו.אפשרות אולטרה קלה וזולה זו המשמשת בדרך כלל להפעלת ושליטה על יישומים קטנים מנועי צעד.

4. מדוע אנו משתמשים ב- ULN2803?

המעגל המשולב ULN2803 משמש כממשק כוח למעגלים עם CMOS וטכנולוגיית TTL.משולב זה כולל 8 טרנזיסטורים NPN בתצורת דארלינגטון עם דיודות הגנה, כדי לשלוט על מנועים, עומסים אינדוקטיביים, ממסרים ועוד.

5. מה ההבדל בין ULN2002 ל- ULN2003?

ה- ULN2002A מיועד במיוחד לשימוש עם מכשירי PMOS 14-2-V.לכל קלט של מכשיר זה יש דיודה Zener ונגד בסדרה כדי לשלוט בזרם הקלט למגבלה בטוחה.ל- ULN2003A יש נגן בסיס של סדרת 2.7 קילו עבור כל זוג דארלינגטון להפעלה ישירות עם מכשירי CMOS TTL או 5-V.