ULN2003 драйвер нагрузок на 7 каналов, ULN2803 — на 8 каналов
В 16-выводном корпусе ULN2003 размещены 7 транзисторов Дарлингтона, которые способны управлять нагрузками с током до 500 мА и напряжением до 50 В на канал.
Спектр применений ULN2003 весьма широк:
- логические буферы,
- управление реле и электромагнитными клапанами,
- управление шаговыми двигателями и щеточными двигателями постоянного тока,
- управление светодиодными и газоразрядными индикаторами.
Основные параметры ULN2003А, ULN2004А
- напряжение коллектор-эмиттер выходного ключа — 50 В,
- пиковый ток коллектора — 500 мА,
- суммарный ток всех каналов протекающий через общий вывод — 2,5 А,
- диапазон рабочих температур -60°C..150°C.
На самом деле существует несколько типов похожих транзисторных сборок начнем с самой распространенной 2003 серии.
Схема одного из каналов в микросхемах ULN2003A, ULQ2003A и ULN2003AI.
Каждый из семи каналов содержит по два биполярных транзистора, резистор 2,7 кОм ограничивающий базовый ток, и два резистора на 7,2 кОм и 3 кОм защищающие транзисторы от открывания обратным током коллектора. Кроме того к схеме добавлены три защитных диода: первый защищает вход от отрицательного напряжения, два других защищают выход от отрицательного напряжения и от превышения напряжения на транзисторах выше питающего.
Наличие защитных выходных диодов актуально при работе на индуктивную нагрузку: диод для шунтирования обмотки реле или обмотки шагового двигателя уже встроен в микросхему и не нужно устанавливать внешний диод. А при использовании 7 каналов – 7 внешних диодов.
Управление ULN2003
Входная часть сборок ULN2003A, ULN2003AI, ULQ2003A спроектирована так чтобы работать совместно с ТТЛ и 3,3 В и 5 В К-МОП логикой.
ULN2002A создана для p-МОП логики.
Во входных цепях ULN2002A добавлен стабилитрон на 7 В и увеличено сопротивление базового резистора до 10,5 кОм, благодаря этому сборка может работать с входными напряжениями от 14 до 25 В.
Сборка ULN2004A, ULQ2004A предназначена для К-МОП логики с уровнем напряжений от 6 до 15В.
По сравнению с ULN2003, у ULN2004 просто увеличено сопротивление базового резистора до 10,5 кОм.
Как можно видеть на структурной схеме, входы и выходы расположены напротив друг друга, что весьма удобно при разводке печатной платы.
ULN2003 выпускается как для объемного монтажа: PDIP, так и для поверхностного: SOIC, SOP и TSSOP.
Схема включения ULN2003.
Одной ULN2003 можно управлять сразу 7 нагрузками, но когда нету такого количества нагрузок, то для увеличения надежности можно объединять каналы. Например 1,2 каналы использовать для первой обмотки; 3,4 для второй обмотки, а 5,6,7 для третьей.
Аналоги ULN2003
Разные зарубежные производители выпускают свои аналоги ULN2003: L203, MC1413, SG2003, TD62003. Так же есть и отечественный аналог: К1109КТ22.
8-ми канальный драйвер нагрузки ULN2803A, ULN2804A
Для работы с микроконтроллерами может быть более удобнымы 8-ми канальные драйверы.
И у семиканальных ULN2003, ULN2004 есть их восьмиканальные братья ULN2803, ULN2804.
Точно также как и ULN2003 — ULN2803 рассчитан на управление от ТТЛ-логики и низковольной К-МОП, а ULN2804 от К-МОП питающейся в диапазоне 6 .. 15 В. Отличия ULN280X от ULN200X только в дополнительном канале и 18-выводном корпусе.
У ULN2803А есть отечественный аналог: К1109КТ63.
Драйверы нагрузки ULN2023A, ULN2024A
Третья двойка в названии сборки вместо нуля означает, что выходное напряжение может достигать 95 В, в остальном параметры и схемотехника этих сборок повторяют своих собратьев.
ULN2803: все о паре транзисторов Дарлингтона
Если вы работаете с транзисторами, вероятно, вас интересует комбинация этих полупроводниковых устройств. Это пара транзисторов, известная как Дарлингтон. Эта установка довольно интересна для многих проектов DIY-электроники, и ее можно дешево найти в IC ULN2803.
Вы сможете найти УЛН2803 производства разных компаний, таких как мифическая Texas Instruments, европейская STMicroelectronics и т. д. И в этой статье я постараюсь развеять все сомнения по поводу этого продукта, расскажу, где его можно купить и как с ним работать …
Индекс
- 1 Что такое ULN2803?
- 1.1 Что такое транзистор Дарлингтона или пара?
- 1.2 Таблица данных и распиновка ULN2803
- 1.3 Цена и где купить
- 2 Первый проект с ULN2803
Что такое ULN2803?
El ULN2803 – это микросхема, интегральная схема с традиционной DIP-упаковкой, как и многие другие. То есть с двумя стопками булавок по бокам. Что ж, до сих пор это может показаться очень похожим на многие другие, но внутри у него нет обычных логических дверей, мультиплексоры, фильтры, модули датчиков тока, регистр сдвига, ни микроконтроллер…
Внутри ULN2803 вы найдете драйверы с серией транзисторов, некоторые устройства, о которых я уже говорил в других случаях, с разными типами, например: МОП-транзистор, BC547, 2N3055, 2N222, И т.
д.
Что такое транзистор Дарлингтона или пара?
El Транзистор дарлингтона Это не транзистор как таковой, а пара из них, соединенных особым образом. Два соединенных биполярных транзистора образуют пару Дарлингтона, которая позволяет току, усиленному первым транзистором, входить в базу второго транзистора и снова усиливаться.
Этот тип усиления использовался с двумя отдельными транзисторами, но инженер из Bell Labs по имени Сидни Дарлингтон Он запатентовал эту комбинацию в 1952 году. Идея заключалась в том, чтобы разместить два или три транзистора на одном монолитном кристалле. Идея похожа на идею создания микросхемы или интегральной схемы, хотя это достижение не признано ему, как вы хорошо знаете …
Пара Дарлингтона ведет себя как один обычный транзистор, то есть после объединения двух транзисторов у нее все еще есть 
В частности, считается, что коэффициент усиления Дарлингтона приблизительно является результатом произведения обоих коэффициентов усиления транзисторов, используемых по отдельности.
Лас- преимущество Понятно, что использовать эту пару Дарлингтона – получить большой выигрыш по току. Это позволяет управлять токами большей величины с небольшим током базы. Но у него также есть свои недостатки, такие как больший фазовый сдвиг на высоких частотах, чем при использовании одного транзистора, что делает их использование в цепях отрицательной обратной связи несколько нестабильным.
И это не единственный связанная проблема к паре Дарлингтона, поскольку падение напряжения между базой и эмиттером больше из-за существующего двойного перехода (эквивалентно сумме обоих падений обоих переходов).
La напряжение насыщения что у них есть еще одно ограничение. На практике это означает большую рассеиваемую мощность, то есть больше тепла. И, помимо недостатков, снижение скорости переключения является еще одним ограничивающим фактором, и его нельзя использовать в схемах, где требуется большая маневренность.
Первый транзистор не может активно подавлять ток базы второго, замедляя отключение …
Эти транзисторы Дарлингтона можно найти как инкапсулированный отдельно, то есть просто парой, или в интегральных схемах с несколькими транзисторами Дарлингтона, как в случае с ULN2803.
Таблица данных и распиновка ULN2803
Управление ULN2803 очень простое, и его сборка также очень проста. Эта интегральная схема имеет набор
Следовательно, ULN2803 – это cочень универсальная схема который можно увидеть во множестве проектов производителей как выход цифровой схемы для управления исполнительными механизмами, двигателями различных типов и другими компонентами.
Все они могут работать с низким током, допускающим высокие токи потребления, такие как 500 мА или 0.5 А, что для электроники является очень высоким значением.
Поддерживает напряжения питания и цифровых выходов до 50в, для преобразования цифровых сигналов 5 В TTL в любое напряжение до 50 В. Эта практическая функция известна как драйвер, то есть он действует как тип элемента, который изолирует, как если бы это был электронный барьер, защищая цифровые логические схемы от других, требующих более высоких напряжений и интенсивностей.
Вы можете увидеть все функции и распиновка в даташите производитель. Например, вот два самых распространенных:
- TI или Texas Instruments ULN2803
- СТ Микроэлектроника ULN2803
Цена и где купить
Найти его не так уж сложно, если знать, где искать. Его цена дешевая, и вы даже можете купить в чипгруппах ULN2803 если вам нужно несколько.
Например, один из самых дешевых – это Упаковка из 10 шт ULN2803A от Amazon которые вы можете купить здесь примерно за 1 евро.
Первый проект с ULN2803
В видео они использовали только 3 из драйверов ULN2803, но вы можете использовать все 8, чтобы получить больше уровней или большую точность от вашего самодельного измерителя уровня. Хотя для вашего проекта может хватить и меньшего …
Одной из основных простых схем, которые обычно создаются с ULN2803, чтобы показать его поведение, является измеритель уровня воды в доме. Это очень просто, благодаря 8 инвертирующим затворам, составленным из Дарлингтона и использующим около 8 резисторов по 10 кОм и еще 560 Ом, а также еще 8 светодиодов, вы можете подготовить измеритель.
Вы можете добавить зуммер или плату Arduino, чтобы при достижении определенного уровня запрограммировать микроконтроллер на выполнение некоторых действий, например вырезать клапан, так далее. Комбинации очень высоки.
El сборка как видите очень проста также. Низкая потребность в токе на входе (высокий импеданс) ULN2803 для активации проводимости транзисторов позволяет погрузить проводники, подключенные к микросхеме, в резервуар с водой, а проводимость самой воды достаточна для использования электрический сигнал для их активации.
Это не сработает с дистиллированной водой, то есть чистой, для того чтобы она имела некоторую проводимость, в ней должны быть растворенные минералы, такие как водопроводная вода. Вопреки тому, что многие думают, вода плохо проводит электричество, ее проводят растворенные минералы. Следовательно, чем грязнее вода, тем больше она проводит …
Таким образом, когда вода достигает разные уровни каждого из своих 8 драйверов, он активирует светодиоды на своем выходе и зуммер, издающий звуковой сигнал, когда резервуар для воды наполнен.
Кomo дополнительная идея, вы можете подключить каждый из выходов к входным контактам Arduino, чтобы при достижении первого уровня запрограммировать скетч для выполнения действия X, при достижении действия Y второго уровня и т. д. Другой вариант – использовать реле вместо светодиодов на выходе, что позволит активировать или управлять цепями или устройствами с большей мощностью в зависимости от уровня, достигнутого тем или иным уровнем, например, электроклапанами или электрически управляемыми клапанами.
Строительство цепей | Руководство reef-pi 2: Контроллер питания
Схема построения
Сохранить Подписаться
Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.
После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.
Сведения о цепи
American DJ SR P8 ( удлинитель) использует реле на 12 В для управления каждой из восьми розеток переменного тока.
Внутри reef-pi будет использовать один из GPIO Raspberry Pi для каждого выходного сигнала. Поскольку Raspberry Pi GPIO выдает 3,3 В, мы будем использовать транзистор Дарлингтона ULN2803 для преобразования его в 12 В. ULN2803 — это 8-канальный транзистор Дарлингтона, который отлично работает.
Ниже приведена распиновка ULN2803A, мы подключим каждый из контактов In к контакту Raspberry Pi GPIO, а контакт Out
— к разъему DB9. COM будет подключен к 12 В и 0 В к общему GND (общий для LM2596, ULN2803A и Raspberry Pi).
ULN2803A — это драйвер стокового типа, поэтому мы подключим питание 12 В к контакту GND разъема DB9.Поскольку схема управления удлинителем работает на 12 В, а Raspberry Pi на 5 В, нам понадобится источник питания для каждого из них. Запитать их отдельно можно, но неудобно. Мы будем использовать один блок питания 12 В и LM259.6 баксов преобразованы для преобразования 12 В в 5 В (вы также можете использовать 12 В в 5 В UBEC).
Модуль LM2596 позволяет понижать переменное напряжение с помощью триммера. Прежде чем подключить его к остальной части схемы, настройте его на генерацию выходного напряжения 5 В, вращая винт триммера. Модули LM2596 дешевы и эффективны для понижения напряжения с 30 В до 3,3 В при 2,5 А.
Это макет всей схемы. Для установки ULN2803 мы используем перманентную прототипную шляпу. Обратите внимание на DB9.разъем, выставляющий 8 управляющих сигналов 12 В, и разъем для подключения источника питания 12 В. Схема ULN2803A построена поверх PermaProto HAT, который также использовался для создания шины 12 В для подключения источника питания (разъем бочонка), входного контакта LM2596, контакта GND разъемов DB9 (поскольку ULN2803 является драйвером стокового типа).
Вся эта схема будет размещена внутри корпуса. Гнездовой разъем «мама» будет использоваться для подключения источника питания к корпусу, а разъем db9 — для удлинителя. Схема ULN2803 будет построена поверх PermaProto HAT.
Прежде чем приступить к пайке или сверлению пластикового корпуса, расположите все основные компоненты (разъемы, пи, шляпу PermaProto), чтобы получить примерное представление. Мы будем использовать те же схемы, чтобы нарисовать отверстия для стоек в следующем разделе.
Подготовьте разъемы
Все разъемы (DB9 и цилиндрический разъем) подключаются к PermaProto HAT с помощью перемычек. Для этого я начинаю с проводов-перемычек штекер-гнездо, затем сдираю штыревой конец, заливаю его паяльником
Мы будем питать эту сборку от источника питания 12 В с цилиндрическим разъемом постоянного тока 2.1. На корпусе контроллера закреплен гнездовой разъем для панельного монтажа.
Припаяйте перемычки к цилиндрическому разъему.
Я предпочитаю использовать соответствующие цветные (красный для +Ve, черный для GND) перемычки для отдельных контактов. Это упрощает понимание общей схемы.
Чтобы определить контакты +Ve и GND в цилиндрических разъемах, я обычно подключаю источник питания и использую мультиметр, чтобы определить, какие контакты представляют +Ve и GND.
Разъем DB9, который мы используем, имеет винтовые клеммы, мы можем просто вкрутить один конец перемычки, а другой конец можно подключить к штекерным разъемам (которые подключены к выходному контакту ULN2803A).
Можно использовать и другие типы (не винтовые клеммы) клемм DB9.
Используйте PermProto HAT для установки ULN2803A
На Perma Proto HAT ULN2803 монтируется с помощью 18-контактного гнезда IC, которое припаивается к HAT. Контакты Pi GPIO подключены к входным контактам ULN2803 с помощью перемычек со сплошным сердечником 22 AWG. Мы также припаяем штекерные контакты для каждого выхода ULN2803, а также COM.
Подключите 8 отдельных GPIO к каждому из контактов In ULN2803A.
Припаяйте штекерные контакты к модулю LM2596. Мы будем использовать перемычки типа «мама-мама», чтобы соединить входной контакт этого модуля с шиной 12 В на PermaProto HAT. Выходные контакты будут подключены обратно к 5-вольтовой шине PermProto HAT. Безопасно соединить все GND вместе (LM2596 может использовать общий вход и выход GND).
Припаяйте штекерные контакты к модулю LM2596. Мы будем использовать перемычки типа «мама-мама», чтобы соединить входной контакт этого модуля с шиной 12 В на PermaProto HAT. Выходные контакты будут подключены обратно к 5-вольтовой шине PermProto HAT. Безопасно соединить все GND вместе (LM2596 могут иметь общий вход и выход GND).
Настройте модуль LM2596 точно на выходное напряжение 5,1 В. Для этого подключите источник питания 12 В к входному контакту (используйте бочкообразный разъем, который мы построили на предыдущем шаге), а мультиметр (с зажимом типа «крокодил») — к выходному контакту.
Вращайте винт триммера до тех пор, пока мультиметр не покажет 5,1-5,2 В. LM2596 довольно точен, вы сможете настроить ровно 5,1 В.
Мы еще не построили жилье, но для справки, это конечное состояние, на которое мы смотрим. Вам не нужно следовать точному макету, благодаря конструкции PermaProto HAT, есть много других способов построить это, если соединения правильные (следуйте схеме макета), у нас все хорошо. Обратите внимание на шины 12 В на PermaProto HAT, набор из 3 штыревых контактов, расположенных в том же столбце, что и контакт 10 ULN2803A или контакт COM. На правой стороне PermaProto HAT есть штыревые контакты для GND. На приведенном ниже изображении сборки я провел красные перемычки под шляпой PermaProto, чтобы уменьшить визуальный беспорядок
Части Строительство жилья
Это руководство было впервые опубликовано 18 сентября 2018 года. обновлено 18 сентября 2018 г.
Эта страница (Строительство схемы) последний раз обновлялась 03 сентября 2018 г.
Текстовый редактор на базе tinymce.
Распиновка микросхемыULN2803A, эквиваленты, характеристики, работа и техническое описание
15 марта 2018 – 0 комментариев
ULN2803 — это 18-контактная ИС, которая будет доступна в различных корпусах. Описание для каждого контакта приведено ниже.
Номер контакта | Описание |
БАЗОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ для массивов DARLINGTON | |
1 | 1B-BASE 1-го ТРАНЗИСТОРА |
2 | 2B- ОСНОВАНИЕ 2-го ТРАНЗИСТОРА |
3 | 3B- ОСНОВАНИЕ 3-го ТРАНЗИСТОРА |
4 | 4B- ОСНОВАНИЕ 4-го ТРАНЗИСТОРА |
5 | 5B- ОСНОВАНИЕ 5-го ТРАНЗИСТОРА |
6 | 6B- ОСНОВАНИЕ 6-го ТРАНЗИСТОРА |
7 | 7B- ОСНОВАНИЕ 7-го ТРАНЗИСТОРА |
8 | 8B- ОСНОВАНИЕ 8-го ТРАНЗИСТОРА |
ОБЩИЕ КЛЕММЫ | |
9 | GND-EMITTER всех ТРАНЗИСТОРОВ |
10 | COM- Общий катод (отрицательный) для обратноходовых диодов. |
СОЕДИНЕНИЯ КОЛЛЕКТОРА ДЛЯ МАССИВОВ DARLINGTON | |
11 | 8C-СБОРНИК 8-го ТРАНЗИСТОРА |
12 | 7C-СБОРНИК 7-го ТРАНЗИСТОРА |
13 | 6C-СБОРНИК 6-го ТРАНЗИСТОРА |
14 | 5C-СБОРНИК 5-го ТРАНЗИСТОРА |
15 | 4C-СБОРНИК 4-го ТРАНЗИСТОРА |
16 | 3C-СБОРНИК 3-го 6-го ТРАНЗИСТОРА |
17 | 2C-СБОРНИК 2-го ТРАНЗИСТОРА |
18 | 1С-СБОРНИК 1-го ТРАНЗИСТОРА |
ULN2803 Характеристики и характеристики
- Максимально допустимое напряжение между КОЛЛЕКТОРОМ и ЭМИТТЕРОМ каждого транзистора Дарлингтона: 50 В
- Максимально допустимый ток через КОЛЛЕКТОР каждого ТРАНЗИСТОРА ДАРЛИНГТОНА: 500 мА
- Максимально допустимое напряжение между БАЗОЙ и ЭМИТТЕРОМ каждого ТРАНЗИСТОРА ДАРЛИНГТОНА: 30 В
- Максимально допустимый ток через FLYBACK DIODE каждого транзистора Дарлингтона: 500 мА
- Типичное время нарастания: 130 нс
- Типичное время падения: 20 мкс
- Рабочая температура: от -65°C до 150°C
- Для работы микросхемы не требуется дополнительное питание.
Примечание: Полную техническую информацию можно найти в техническом описании ULN2803 , ссылка на которое находится внизу этой страницы.
ULN2803 Эквивалентные микросхемы
Для ULN2803 нет замены PIN-кода на PIN-код, но есть аналогичные функционирующие микросхемы, такие как ULN2003, ULN2004. Вы можете переделать восемь ТРАНЗИСТОРОВ DARLIGNGTON или восемь МОП-транзисторов, чтобы заменить их на ULN2803.
Где использовать ULN2803 IC
Для понимания использования ULN2803 рассмотрите:
Case1: Где вам нужно управлять индуктивными нагрузками с помощью UNITLOGIC. DARLINGTON ARRAYs в микросхеме ULN2803 просто действуют как восемь отдельных переключателей, которые можно включать и выключать по отдельности. Каждый комплект может управлять НАГРУЗКОЙ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ, получая ЛОГИКУ от БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ.
Случай 2: Если вы хотите управлять несколькими нагрузками. ULN2803 может одновременно управлять восемью нагрузками. Хотя использование МОП-транзисторов или МОП-транзисторов будет достаточно, но размещение восьми устройств на плате станет громоздким. Таким образом, использование ULN2803 лучше всего подходит для замены больших коммутационных устройств.
Вариант 3: Программируемое РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ. Когда у нас есть одна НАГРУЗКА ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ и ОДНА НАГРУЗКА НИЗКОЙ МОЩНОСТИ, мы можем соединить несколько МАССИВОВ параллельно вместе для управления НАГРУЗКОЙ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ.
Как использовать ULN2803?
Как упоминалось ранее, ULN2803 имеет восемь массивов DARLIGNTON, которые действуют как восемь переключающих устройств. Упрощенная внутренняя структура может быть представлена ниже. Здесь каждый логический элемент НЕ представляет установку ТРАНЗИСТОРА ДАРЛИГТОНА.
Теперь давайте выберем один DARLIGHTON TRANSISITOR из всех восьми.
У нас будет что-то вроде этого:
Упрощенная схема DARLIGHTON TRANSISITOR может быть представлена как:
Из этого видно, что каждый DARLIGHTON ARRAY можно использовать как одиночный силовой транзистор. Таким образом, мы можем сказать, что у нас есть восемь мощных транзисторов, встроенных в ULN2803.
Для понимания рассмотрим схему:
Как показано на рисунке, ДВИГАТЕЛЬ подключен к КОЛЛЕКТОРУ одного ТРАНЗИТОРА ДАРЛАЙТОНА. И FLYBACK DIODE подключен к BATTERY POSITIVE для обратной связи ИНДУКТИВНЫХ ПИКОВ НАПРЯЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ обратно к источнику напряжения. GND (ИЗЛУЧАТЕЛЬ) подключен к ОТРИЦАТЕЛЬНОМУ источнику.
В нормальных условиях ДВИГАТЕЛЬ ВЫКЛЮЧЕН, и на ТРАНЗИСТОРЕ появляется полное напряжение. Когда на БАЗУ подается питание, ТРАНЗИСТОР включается. Когда ТРАНЗИСТОР включается, ток течет через ДВИГАТЕЛЬ после КОЛЛЕКТОРА и достигает земли. С потоком тока МОТОР вращается.
Когда питание БАЗЫ заземлено, ТРАНЗИСТОР ОТКЛЮЧАЕТСЯ.
Когда ТРАНЗИСТОР ВЫКЛЮЧАЕТСЯ, ДВИГАТЕЛЬ перестает вращаться.
Таким образом, мы можем использовать каждый набор всех восьми массивов DARLIGHTON по отдельности.
Время переключения ULN2803
При нормальных обстоятельствах нет необходимости учитывать ЗАДЕРЖКУ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ микросхемы ULN2803. Эти задержки являются задержками времени отклика ULN2803. Эти задержки необходимо учитывать только тогда, когда частоты переключения превышают 2 МГц.
Когда частоты переключения на ТРАНЗИСТОР повышаются, нам необходимо учитывать два параметра ULN2803. Этими двумя параметрами являются ВРЕМЯ ПОДЪЕМА (tPHL) и ВРЕМЯ ЗАПАДА (tPLH).
На графике VoH становится НИЗКИМ, когда ТРАНЗИСТОР ВКЛЮЧЕН, и VoH становится ВЫСОКИМ, когда ТРАНЗИТОР ВЫКЛЮЧЕН. В другом смысле это напряжение на транзисторе, представляющее состояние ТРАНЗИСТОРА ДАРЛИГТОНА.
Как показано на графике, обратите внимание, что на БАЗУ ТРАНЗИСТОРА подается питание.
