ULN2803: Универсальный драйвер с транзисторами Дарлингтона для управления мощными нагрузками — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое ULN2803 и как он работает. Каковы основные характеристики и применения ULN2803. Как правильно подключать и использовать ULN2803 в электронных схемах. Какие преимущества дает ULN2803 по сравнению с другими драйверами.

Содержание

Что такое ULN2803 и его основные характеристики

ULN2803 представляет собой интегральную микросхему, содержащую 8 пар транзисторов Дарлингтона. Это универсальный драйвер, предназначенный для управления мощными нагрузками от логических схем с низким напряжением питания.

Основные характеристики ULN2803:

8 независимых каналов с парами транзисторов Дарлингтона
Максимальный выходной ток каждого канала — 500 мА
Максимальное напряжение коллектор-эмиттер — 50 В
Встроенные защитные диоды для работы с индуктивными нагрузками
Совместимость с ТТЛ и КМОП логикой
Корпус DIP-18 или SOIC-18

Принцип работы транзисторов Дарлингтона в ULN2803

Пара транзисторов Дарлингтона представляет собой каскадное соединение двух биполярных транзисторов. Такое соединение позволяет получить очень высокий коэффициент усиления по току.

В ULN2803 используются пары NPN-транзисторов Дарлингтона. Когда на вход подается логическая единица, первый транзистор открывается и усиливает входной ток. Этот усиленный ток поступает на базу второго транзистора, еще больше усиливаясь. В результате получается значительное усиление входного сигнала.

Назначение выводов и внутренняя структура ULN2803

ULN2803 имеет 18 выводов:

1-8: входы для подключения управляющих сигналов
9: общий вывод (земля)
10: вывод для подключения напряжения питания нагрузки
11-18: выходы для подключения нагрузки

Внутренняя структура каждого канала включает пару транзисторов Дарлингтона, резисторы и защитный диод. Это обеспечивает высокое усиление и защиту от обратных выбросов напряжения при работе с индуктивными нагрузками.

Основные области применения ULN2803

Благодаря своим характеристикам, ULN2803 находит широкое применение в различных электронных устройствах:

Управление электромагнитными реле
Управление шаговыми двигателями
Управление светодиодными индикаторами и дисплеями
Управление электромагнитными клапанами
Управление нагревательными элементами
Интерфейс между низковольтной логикой и мощными нагрузками

Преимущества использования ULN2803 в электронных схемах

ULN2803 обладает рядом преимуществ по сравнению с дискретными транзисторными схемами:

Компактность — 8 мощных драйверов в одном корпусе
Простота применения — не требуется дополнительных компонентов
Высокая нагрузочная способность — до 500 мА на канал
Встроенная защита от перенапряжений
Совместимость с различными типами логики
Низкая стоимость

Правила подключения и использования ULN2803

При работе с ULN2803 следует соблюдать несколько простых правил:

Подключать напряжение питания нагрузки к выводу 10
Использовать общий провод (GND) для входной логики и нагрузки
Не превышать максимально допустимый ток нагрузки (500 мА на канал)
При управлении индуктивными нагрузками использовать встроенные защитные диоды
Обеспечить достаточное охлаждение микросхемы при больших токах нагрузки

Сравнение ULN2803 с другими драйверами серии ULN

ULN2803 является наиболее универсальным представителем семейства драйверов ULN. Его отличия от других микросхем серии:

ULN2003 — 7 каналов вместо 8, меньший максимальный ток
ULN2004 — 7 каналов, оптимизирован для работы с TTL-логикой
ULN2801 — 8 каналов, но меньший максимальный ток (200 мА)
ULN2802 — аналог ULN2803, но с другим расположением выводов

Типовые схемы включения ULN2803

Рассмотрим несколько типовых схем применения ULN2803:

Управление реле

ULN2803 отлично подходит для управления электромагнитными реле. Схема подключения очень проста:

Входы ULN2803 подключаются к выходам микроконтроллера
Обмотки реле подключаются между выходами ULN2803 и положительным напряжением питания
Защитные диоды уже встроены в ULN2803

Управление светодиодами

Для управления мощными светодиодами или светодиодными лентами:

Катоды светодиодов подключаются к выходам ULN2803
Аноды светодиодов — к положительному напряжению питания через токоограничивающие резисторы
Входы ULN2803 управляются микроконтроллером

Особенности работы ULN2803 с индуктивными нагрузками

При работе с индуктивными нагрузками (реле, двигатели, соленоиды) возникают обратные выбросы напряжения при отключении. ULN2803 имеет встроенные защитные диоды для подавления этих выбросов.

Однако при больших индуктивных нагрузках рекомендуется использовать дополнительные внешние защитные диоды для повышения надежности.

Заключение

ULN2803 является универсальным и надежным драйвером для управления различными мощными нагрузками. Его простота применения, высокая нагрузочная способность и встроенная защита делают его отличным выбором для многих электронных проектов. Правильное использование ULN2803 позволяет легко решить задачу сопряжения низковольтной логики с силовыми исполнительными устройствами.

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 единая база, коллектор и эмиттер. Только то, что коэффициент усиления по току будет комбинированным и, следовательно, больше, чем при использовании только одного транзистора. 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 8 ворот заднего хода внутри реализован с помощью транзистора Дарлингтона, в данном случае с использованием транзисторов NPN. Это позволяет подключать к их контактам другие устройства, которые имеют большой спрос на ток, например шаговые двигатели посредством водитель, реле, И т.д.

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.

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.

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