ULN2003の主要な機能とアプリケーションの理解
ULN2003 高電圧、高電流コンポジットトランジスタアレイシリーズ製品です。高い動作電圧、高電流ゲイン、広い温度範囲、強い負荷容量を備えているため、高電力駆動を必要とするさまざまなシステムに非常に適しています。この記事では、その特性、ピンと機能、作業原則、機能、アプリケーションなど、ULN2003の関連情報を紹介します。始めましょう。カタログ
ULN2003の概要
ULN2003は、電子ロックコントロール、モータードライブ、ステッパーモータードライブ、LEDディスプレイ変換、スマートホーム機器、および高電圧および高電流デバイスのためにさまざまな回路で一般的に使用される高電圧および高電流ドライバーです。制御する必要があります。7つのシリコンNPNコンポジットトランジスタで構成され、各ペアのダーリントントランジスタは2.7Kベース抵抗器で直列に接続されています。5Vの動作電圧では、TTLおよびCMOS回路に直接接続できるため、元々標準ロジックバッファーが必要なデータを直接処理できます。したがって、ULN2003は複数のデバイスを同時に制御できます。高い信頼性、便利なインターフェイスなどの利点があり、さまざまな回路に簡単に統合できます。
代替品と同等物
• LR2003L
•ULN2001
• ULN2001A
• ULN2003A
ULN2003の特徴は何ですか？
ULN2003には次の機能があります。
•浅い睡眠電流：出力が低い場合、ULN2003の睡眠電流は非常に低いため、消費電力と熱の発生が減少します。
•DIPパッケージ：ULN2003は、回路基板に簡単に挿入し、簡単にはんだ付けするために、デュアルインラインパッケージを採用しています。
•7つのプログラム可能な出力：ULN2003には7つの出力ピンがあり、それぞれを個別に制御できるため、複数のモーターまたはリレーの駆動に最適です。
•入力および制御レベルの互換性：ULN2003の入力ピンは、一般的なロジックレベルと完全に互換性があるTTLおよびCMOSレベルのコントロールを採用するため、他のデジタルサーキットと統合することは非常に便利です。
•ビルトインフリーデュポンダイオード：各ダーリントンペアには、スイッチングコンポーネントを逆電圧の損傷から保護するためのフリーデュポンダイオードが組み込まれているため、チップの信頼性が向上します。
•高電圧および高電圧：ULN2003の出力は、高電流と電圧に耐えることができます。その最大耐電流は500MAで、最大耐性電圧は50Vであるため、高出力モーターとリレーを制御するのに非常に適しています。
ULN2003のピン図と機能
ピン1：このピンはCPUのパルス入力端子であり、ポートは信号出力端子に対応します。
ピン2〜7：このピンはCPUパルス入力端子です。
ピン8：このピンは接地されています。
ピン9：このピンは、7つの内部フリーホイールダイオードの一般的なカソードです。各ダイオードのアノードは、各ダーリントンチューブのコレクターに接続されています。誘導負荷に使用する場合、このピンは、フリーホイールを実現するために、負荷電源の正の極に接続する必要があります。このピンが地面に接続されている場合、実際には、ダーリントンチューブのコレクターが地面に直接接続されています。
ピン10〜16：これらのピンは、ピン7、ピン6、ピン5、ピン4、ピン3、ピン2、ピン1の信号入力端子にそれぞれ対応するパルス信号出力端子です。
ULN2003の作業原則と機能
ULN2003は、入力側と出力側の2つの主要部分で構成されています。入力には、外部ソースからロジック信号を受信するために使用される7つの入力ピン（IN1〜IN7）が含まれますが、出力には7つのスイッチングチューブ出力ポート（OUT1からOUT7）が含まれています。。
ULN2003の動作原理は次のとおりです。入力信号が高レベルの場合、チップ内の対応するスイッチチューブは閉じた状態になり、この時点で荷重回路を電流によって駆動することはできません。入力信号が低レベルの場合、スイッチチューブがオンになるため、電流が荷重回路を駆動できるようになります。したがって、入力端子のレベル状態を変更することにより、出力端子の対応するピンのスイッチング制御を実現できます。
ULN2003の主な機能は、高電圧、高電流、および高インダクタンス負荷を駆動することです。通常のマイクロコントローラーはこれらの負荷を直接制御できないため、ULN2003は運転と制御に必要です。さらに、チップには内部抑制ダイオードが装備されており、出力ポートで逆の保護を提供し、システム全体をより安定して信頼性を高めます。
ULN2003ドライブ回路図
ULN2003は、16個のピンを備えた統合回路です。7組のダーリントントランジスタを統合し、それぞれが最大50Vと500mAまでの荷重を駆動できます。これらの7つのダーリントンのペアでは、対応する7つの入力ピンと出力ピンを装備します。さらに、挽いたピンと汎用ピンが含まれています。通常、グランドピンは地面に直接接続されますが、一般的なピンの使用はオプションです。驚くべきことに、このICには専用のVCCピンはありません。これは、トランジスタが動作するために必要な電力が入力ピンから直接描画されるためです。以下は、ULN2003統合回路の動作をテストするために使用できる単純な回路の例です。
回路では、荷重とロジックピンを使用して、Arduinoのようなデジタルサーキットまたはマイクロコントローラーに接続するためにLEDを考えます。LEDの正のピンは正の負荷電圧に接続し、負のピンをICの出力ピンに接続する必要があることに注意してください。これは、ICの入力ピンレベルが高くなると、対応する出力ピンが地面になるためです。したがって、LEDの負の端子が地面に接続されている場合、回路は閉じられ、LEDが放出されるようになります。各出力ピンに接続された最大荷重電流は500mAで、電圧は50Vです。ただし、より高い電流負荷を駆動する必要がある場合は、2つ以上の出力ピンを並行して接続することでそうすることができます。たとえば、3つのピンを並行して接続すると、約1.5aを駆動できます。COMピンは、スイッチを介して地面に接続するために使用されます。この接続はオプションです。テストスイッチとして使用できます。つまり、このピンがグランドに接続されている場合、すべての出力ピンが接地に接続されます。
ULN2003はどこで使用されますか？
実際の用途では、ULN2003は、ステッパーモーター、リレー、ソレノイドバルブなどの誘導負荷を駆動するためによく使用されます。これらの負荷は通常、より大きな電流とより高い電圧を駆動する必要があるため、ULN2003は電力消費量が少なく、信頼性が高くなりながら十分な駆動能力を持ち、これらの負荷を駆動するのに理想的な選択肢となります。
基本的な駆動関数に加えて、ULN2003は、外部抵抗器、コンデンサ、およびその他のコンポーネントを使用して、より複雑な制御機能を実現することもできます。たとえば、外部抵抗器を使用して、出力電流のサイズを調整するか、外部コンデンサを介して除jitterおよびその他の機能を実現できます。これらの制御機能の実現は、ULN2003の適用範囲をさらに広げるだけでなく、その使用の柔軟性を高めます。
電子機器の設計および製造プロセスでは、ULN2003が広く使用されています。さまざまな制御回路、駆動回路、保護回路、その他の機会で使用でき、電子機器の通常の操作に重要な保証を提供します。同時に、ULN2003はサイズが小さく、消費電力が低いため、小型化と低電力消費を追求する電子デバイスでも広く使用されています。
ULN2003を使用してステッパーモーターを駆動する方法は？
まず、ステッパーモーターの電源を適切な供給電圧に接続し、ULN2003の供給電圧範囲がステッピングモーターの要件を満たしていることを確認する必要があります。次に、ULN2003の出力ピンをステッパーモーターのコントロールに接続します。通常、ステッパーモーターには、2つのフェーズに対応する4つの制御ライン（A、A '、B、B'）があります。ULN2003の4つの出力（OUT1からOUT4）のそれぞれを、ステッパーモーターのこれらの4つの制御ラインに接続します。その後、コントロール信号（マイクロコントローラーなど）をULN2003の入力に接続します。入力信号が高くなると、対応するULN2003出力ピンが低く引っ張られ、ステッパーモーターが回転します。次に、適切なプログラミング言語を使用してステッパーモーターを制御するためにプログラムを作成する必要があります。ステッパーモーター（単相、2相、4相など）の種類に応じて、正しいステップシーケンスと制御信号を決定する必要があります。最後に、プログラムを実行し、ステッピングモーターの動きをテストします。必要に応じて、ステッピングモーターのステップシーケンスと速度を調整して、予想どおりに動作することを確認できます。
よくある質問[FAQ]
1. ULN2003 MOSFETに取って代わるものは何ですか？
TPL7407LAと呼ばれるULN2003に相当するMOSFETがあります。
2. ULN2003は何に使用されていますか？
ULN2003 ICは、最も一般的に使用されるモータードライバーICの1つです。このICは、OPマップ、タイマー、ゲート、Arduino、PIC、ARMなどのデジタルロジックサーキットを使用して高電流負荷を駆動する必要がある場合に役立ちます。
3. ULN2003チップとは何ですか？
ULN2003ドライバーモジュールは、ステッパーモータードライバーで、サイズが小さい、使いやすいです。ULN2003ドライバーチップを使用して、Arduinoからの制御信号を増幅します。この超軽量で安価なオプションは、一般的に小さなアプリケーションのステッピングモーターを実行および制御するために使用されます。
4.なぜULN2803を使用するのですか？
ULN2803統合回路は、CMOSおよびTTLテクノロジーを使用した回路のパワーインターフェイスとして使用されます。この統合には、モーター、誘導荷重、リレーなどを制御するために、保護ダイオードを備えたダーリントン構成の8つのNPNトランジスタがあります。
5. ULN2002とULN2003の違いは何ですか？
ULN2002Aは、14〜25V PMOSデバイスで使用するように特別に設計されています。このデバイスの各入力には、入力電流を安全な制限に制御するために、直列にZenerダイオードと抵抗があります。ULN2003Aには、TTLまたは5 V CMOSデバイスで直接操作するために、各ダーリントンペアの2.7kΩシリーズベース抵抗器があります。