Electronics Components Distributor

ULN2003：簡介，功能，工作原理，同等模型和應用
2024-04-18 8895

ULN2003是高壓，高電流的複合晶體管陣列系列產品。它具有高工作電壓，高電流增長，溫度範圍較高和強載容量，因此非常適合各種需要高功率驅動的系統。本文將介紹ULN2003的相關信息，包括其特性，引腳和功能，工作原理，功能和應用。開始吧。

ULN2003概述

ULN2003 是一種高壓且高電流的驅動器，在各種電路中通常用於電子鎖控制，運動驅動，步進運動驅動器，LED顯示器轉換，智能家居設備以及其他需要高壓和高電流設備的場合被控制。它由七個矽NPN複合晶體管組成，每對達靈頓晶體管串聯連接到2.7k的基本電阻器。在5V的工作電壓下，它可以直接連接到TTL和CMOS電路，因此它可以直接處理最初需要標準邏輯緩衝區的數據。因此，ULN2003可以同時控制多個設備。它具有高可靠性，方便界面等的優點，並且很容易集成到各種電路中。

替代方案和等效物

- LR2003L

- TBD62003APG

- ULN2001

- ULN2001A

- ULN2003A

ULN2003的特徵是什麼？

ULN2003具有以下功能：

- 淺睡眠電流：當輸出較低時，ULN2003的睡眠電流非常低，這有助於減少功耗和熱量產生。

- 浸入包：ULN2003採用雙線內包裝，以便於插入電路板並易於焊接。

- 七個可編程輸出：ULN2003具有七個輸出引腳，每個引腳均可獨立控制，非常適合駕駛多個電動機或繼電器。

- 輸入和控制級別的兼容性：ULN2003的輸入引腳採用TTL和CMOS級別控制，它們與常見的邏輯級別完全兼容，因此與其他數字電路集成非常方便。

- 內置免費杜邦二極管：每對達靈頓對都有內置的免費杜邦二極管，以保護開關組件免受反向電壓損壞，從而提高了芯片的可靠性。

- 高電流和高壓：ULN2003的輸出可以承受高電流和電壓。它的最大承受電流為500mA，最大承受電壓為50V，這使其非常適合控制高功率電動機和繼電器。

ULN2003的針圖和功能

引腳1：此引腳是CPU的脈衝輸入端子，端口對應於信號輸出端子。

引腳2至7：此引腳是CPU脈衝輸入端子。

引腳8：該引腳是接地的。

引腳9：該引腳是七個內部自由向二極管的常見陰極。每個二極管的陽極連接到每個達靈頓管的收集器。當用於電感載荷時，該引腳應連接到負載電源的正極，以實現自由轉速。如果該引腳連接到地面，則實際上等同於Darlington Tube的收集器直接連接到地面。

引腳10至16：這些引腳是脈衝信號輸出端子，對應於引腳7，引腳6，引腳5，引腳4，引腳3，引腳2和引腳1信號輸入端子。

ULN2003的工作原理和功能

ULN2003由兩個主要部分組成：輸入側和輸出側。輸入包括七個輸入引腳（IN1至in7），用於從外部來源接收邏輯信號，而輸出則包含七個開關管輸出端口（OUT1至out7），這些端口負責控制負載電路的開關狀態。

ULN2003的工作原理如下：當輸入信號高級別時，芯片內的相應開關管將處於封閉狀態，並且此時無法由電流驅動；當輸入信號較低時，開關管將打開，從而允許電流驅動負載電路。因此，通過更改輸入端子的級別狀態，我們可以實現對輸出端子相應引腳的切換控制。

ULN2003的主要功能是驅動高電壓，高電流和高電感載荷。由於普通的微控制器無法直接控制這些負載，因此駕駛和控制需要ULN2003。此外，芯片還配備了內部抑制二極管，可在輸出端口提供反向保護，從而使整個系統更穩定和可靠。

ULN2003驅動電路圖

ULN2003是一個具有16個引腳的集成電路。它集成了七對達靈頓晶體管，每個晶體管都能駕駛高達50V和500mA的載荷。對於這七個達靈頓對，我們為相應的七個輸入和輸出引腳配備。此外，它包含地面銷和通用引腳。通常，地面引腳直接連接到地面，而使用共同引腳是可選的。令人驚訝的是，此IC沒有專用的VCC引腳。這是因為晶體管運行所需的功率將直接從輸入引腳汲取。以下是一個簡單的電路示例，可用於測試ULN2003集成電路的操作。

在電路中，我們將LED視為負載和邏輯引腳用於連接到數字電路或微控制器等Arduino。請注意，LED的正銷應連接到正載電壓，負銷應連接到IC的輸出引腳。這是因為當IC的輸入引腳級別較高時，相應的輸出引腳將變為地面。因此，當LED的負端子連接到地面時，電路已關閉，從而使LED發射光。連接到每個輸出引腳的最大負載電流為500mA，電壓為50V。但是，如果需要驅動更高的電流負載，則可以通過並行連接兩個或多個輸出引腳來做到這一點。例如，如果並行連接三個引腳，則可以駕駛約1.5A。COM引腳用於通過開關連接到地面，此連接是可選的。它可以用作測試開關，即，當該引腳連接到地面時，所有輸出引腳都將連接到地面。

ULN2003在哪裡使用？

在實際應用中，ULN2003通常用於驅動電感載荷，例如步進電動機，繼電器和電磁閥。由於這些負載通常需要較大的電流和更高的電壓才能駕駛，因此ULN2003具有足夠的駕駛能力，同時具有較小的功耗和更高的可靠性，這是驅動這些負載的理想選擇。

除了基本的駕駛功能外，ULN2003還可以通過使用外部電阻器，電容器和其他組件來實現更複雜的控制功能。例如，我們可以使用外部電阻來調整輸出電流的大小，或者通過外部電容器來實現脫水和其他功能。這些控制功能的實現不僅進一步擴大了ULN2003的應用範圍，而且增強了其使用的靈活性。

在電子設備的設計和製造過程中，ULN2003被廣泛使用。它可以用於各種控制電路，驅動電路，保護電路和其他場合，為電子設備的正常運行提供了重要的保證。同時，由於ULN2003的尺寸較小且功耗較低，因此它也廣泛用於追求微型化和低功耗的電子設備中。

如何使用ULN2003驅動步進電機？

首先，我們需要將步進電動機的電源連接到適當的電源電壓，並確保ULN2003的電源電壓範圍滿足步進電動機的要求。接下來，我們將ULN2003的輸出引腳連接到步進電機的控件。通常，步進電動機具有與兩個階段相對應的四個控制線（A，A'，B，B'）。我們將ULN2003的四個輸出（OUT1至OUT 4）連接到步進電機的這四個控制線。隨後，我們將控制信號（例如從微控制器）連接到ULN2003的輸入。當輸入信號高時，相應的ULN2003輸出引腳將被拉低，這將導致步進電動機旋轉。然後，我們需要編寫程序以使用適當的編程語言來控制步進電機。根據步進電動機的類型（單相，兩相，四相等），我們需要確定正確的步驟序列和控制信號。最後，我們運行程序並測試步進電機的運動。根據需要，我們可以調整步進電動機的步驟序列和速度，以確保其按預期運行。