Tìm hiểu ULN2803

Trong bài viết này Điện Tử Tương Lai sẽ giới thiệu chi tiết về ULN2803, một trình điều khiển relay đi kèm với mảng transistor Darlington điện áp cao và dòng điện cao. Để có được khả năng dòng điện cao, các cặp Darlington được kết nối theo cấu hình song song. Linh kiện được kết hợp với tám cặp NPN Darlington, có đầu ra điện áp cao với diode kẹp cathode chung liên quan trực tiếp đến việc chuyển đổi tải cảm ứng. Mỗi cặp Darlington có định mức dòng cực góp khá tốt, tức là khoảng 500 mA. Có thể xem ULN2003 gần giống với IC này nhưng đi kèm với 16 chân và có thể xử lý 7 relay cùng một lúc. Trong bài này Điện Tử Tương Lai sẽ bàn đến mọi thứ liên quan đến vi mạch trình điều khiển này: các tính năng chính, sơ đồ chân, cách làm việc và các ứng dụng của nó. 

ULN2803 là gì

ULN2803 là mảng transistor Darlington điện áp cao và dòng điện cao, chủ yếu được sử dụng làm trình điều khiển rơ le với khả năng xử lý 8 relay cùng một lúc. Nó đi kèm với điện áp cực góp cực phát khoảng 50 V và điện áp đầu vào nằm ở 30 V.

>>>Tham khảo giá và datasheet sản phẩm

https://dientutuonglai.com/san-pham/?keyword=uln2803

Sơ đồ chân ULN2803

ULN2803 là một IC 18 chân có các gói khác nhau. Mô tả cho mỗi chân ở bảng bên dưới.

Các tính năng và thông số kỹ thuật của ULN2803

Điện áp tối đa cho phép giữa cực góp và cực phát của mỗi transistor Darlington: 50V

Dòng tối đa cho phép qua cực góp của mỗi transistor Darlington: 500mA

Điện áp tối đa cho phép giữa cực gốc và cực phát của mỗi transistor Darlington: 30V

Dòng điện tối đa cho phép qua flyback diode của mỗi transistor Darlington: 500mA

Thời gian tăng điển hình: 130ns

Thời gian giảm điển hình: 20us

Nhiệt độ hoạt động: -65 ° C đến 150 ° C

Không cần thêm nguồn điện nào cấp cho chip để làm cho nó hoạt động.

IC tương đương ULN2803

Không có pin to pin thay thế cho ULN2803 nhưng có các IC hoạt động tương tự như ULN2003, ULN2004. Bạn có thể làm lại tám transistor Darlington hoặc tám mosfet để thay thế cho ULN2803.

Nơi sử dụng IC ULN2803

Để hiểu việc sử dụng ULN2803, hãy xem xét:

Trường hợp 1: cần điều khiển tải cảm ứng bằng logic từ đơn vị điều khiển 

Mảng Darlington trong IC ULN2803 hoạt động như tám công tắc riêng lẻ có thể được kích hoạt bật và tắt riêng lẻ. Mỗi bộ có thể điều khiển tải công suất cao lấy logic từ đơn vị điều khiển.

Trường hợp 2: điều khiển nhiều tải. 

ULN2803 có thể điều khiển đồng thời tám tải. Mặc dù sử dụng nhiều mosfet hoặc transistor cũng được, nhưng việc đặt tám thiết bị trên bo mạch sẽ rất cồng kềnh. Vì vậy sử dụng ULN2803 là tốt nhất để thay thế các thiết bị chuyển mạch số lượng lớn.

Trường hợp 3: chia sẻ tải có thể lập trình. Khi chúng ta có một tải công suất cao và một tải công suất thấp, chúng ta có thể kết nối nhiều mảng song song với nhau để điều khiển một tải công suất cao.

Cách sử dụng ULN2803

Như đã đề cập trước đó, ULN2803 có tám mảng Darlington hoạt động như tám thiết bị chuyển mạch. Cấu trúc bên trong được đơn giản hóa như hình dưới. Ở đây mỗi cổng NOT đại diện cho thiết lập transistor Darlington.

Bây giờ, hãy chọn một transistor Darlington trong số tám cái. Chúng tôi sẽ có một cái như thế này:

Sơ đồ đơn giản của transistor Darlington như sau:

Từ đó, bạn có thể thấy mỗi mảng Darlington có thể được sử dụng như một transistor công suất duy nhất. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng chúng ta có tám transistor công suất được nhúng trong ULN2803.

Để hiểu rõ, hãy xem xét mạch:

Như trong hình, motor được nối với cực góp của một transistor Darlington. Và flyback diode được nối với nguồn dương để phản hồi sử tăng vọt điện áp cảm ứng của động cơ trở lại nguồn điện áp. GND (cực phát) được nối với nguồn âm.

Trong các trường hợp bình thường, motor sẽ tắt và điện áp hoàn chỉnh xuất hiện trên transistor. Khi cực gốc được cấp nguồn, transistor sẽ bật. Khi transistor bật, dòng điện chạy qua motor theo cực góp và chạm đất. Với dòng điện động cơ quay.

Khi nguồn cực gốc được nối đất, transistor tắt. Khi transistor tắt motor ngừng quay.

Bằng cách này, chúng ta có thể sử dụng riêng lẻ từng bộ trong tám mảng Darlington.

Thời gian chuyển đổi của ULN2803

Trong các trường hợp bình thường, bạn không cần phải xem xét việc độ trễ chuyển đổi của IC ULN2803. Độ trễ này là độ trễ thời gian phản hồi của ULN2803. Độ trễ này cần được xem xét khi tần số chuyển mạch vượt quá 2MHz.

Khi tần số chuyển đổi sang transistor cao hơn, chúng ta cần tính đến hai tham số của ULN2803. Hai tham số này là thời gian tăng (tPHL) và thời gian giảm (tPLH).

Trong đồ thị, VoH ở mức thấp khi transistor bật và VoH ở mức cao khi transistor tắt. Theo một nghĩa khác, nó là điện áp trên transistor và nó đại diện cho trạng thái của transistor Darlington.

Như trong biểu đồ, hãy coi cực gốc của transistor được cấp nguồn. Transistor được bật, với VoH trong biểu đồ ở mức thấp. Nhưng như bạn có thể thấy trong biểu đồ, có độ trễ thời gian giữa đầu vào logic đến mức thấp và VoH đang ở mức cao ở đầu ra. Sự chậm trễ trong việc cung cấp phản hồi này được gọi là thời gian giảm (tPHL). Thời gian giảm (tPHL) là 130ns.

Tương tự, hãy xem xét nguồn cực gốc bị cắt, transistor Darlington bị tắt. Nhưng như bạn có thể thấy trong biểu đồ, có độ trễ thời gian giữa đầu vào logic ở mức thấp và VoH ở mức cao ở đầu ra. Sự chậm trễ trong việc cung cấp phản hồi này được gọi là thời gian tăng (tPLH). Thời gian tăng (tPLH) là 20 ns.

Tổng cộng là 150ns cho mỗi chu kỳ. Những độ trễ này phải được xem xét ở tần số cao hơn để tránh bị lỗi.

Các ứng dụng

Trình điều khiển relay

Trình điều khiển hammer

Trình điều khiển đèn

Trình điều khiển hiển thị (LED và Xả khí)

Trình điều khiển line

Bộ đệm logic

>>>Tham khảo giá và datasheet sản phẩm

https://dientutuonglai.com/san-pham/?keyword=uln2803