ULN2003 Guía integral: características, principios operativos, equivalentes y aplicaciones

La serie ULN2003, conocida por integrar capacidades de alto voltaje y alta corriente en una matriz de transistores de Darlington, se destaca por su voltaje de trabajo ventajoso, rendimiento superior en la amplificación de corriente, adaptabilidad de la temperatura amplia y capacidad de carga.Esto lo convierte en una opción ideal para muchos sistemas que requieren unidades de alta potencia.Este artículo tiene como objetivo profundizar en las características centrales del ULN2003, que cubre su configuración de PIN, descripción funcional, mecanismos operativos y aplicaciones prácticas en varios escenarios.Vamos a sumergirnos para una comprensión detallada.

El ULN2003 es un controlador de alto voltaje y alta corriente que ha encontrado su lugar en una amplia gama de aplicaciones, que incluye control de bloqueos electrónicos, motores impulsores y motores paso a paso, pantallas LED y dispositivos de administración en hogares inteligentes.Esta versatilidad proviene de su capacidad precisa para manejar los requisitos de alto voltaje y corriente.En esencia, el ULN2003 consta de siete parejas de Silicon NPN Darlington.Cada transistor está conectado en serie con una resistencia de 2.7kΩ, mejorando significativamente su capacidad de conducción.Una de las características más destacadas del ULN2003 es su compatibilidad con un voltaje de operación de 5 V, lo que permite conexiones directas con circuitos TTL y CMOS.Esta conexión directa simplifica el procesamiento de datos que de otro modo requeriría buffers lógicos estándar, facilitando así el control sobre dispositivos individuales y habilitando operaciones simultáneas en múltiples dispositivos.

Diseñado ingeniosamente, el ULN2003 produce un voltaje de salida independiente del voltaje de entrada, ajustado sin problemas en cualquier diseño de circuito, ya sea involucrando microcontroladores o sistemas de microprocesadores.Admite un voltaje de carga de hasta 50 V y hasta 500 mA de corriente.Su capacidad se puede extender más allá de estos límites mediante la paralelo de múltiples pasadores de salida.Además, el ULN2003 viene con características incorporadas para la amortiguación de frecuencia y la protección contra la EMF, agregando una capa adicional de seguridad para dispositivos conectados.Este diseño reflexivo asegura que el ULN2003 no solo satisfaga las diversas necesidades de alta voltaje actual, aplicaciones de alta corriente, sino que también garantiza una confiabilidad y seguridad.

El ULN2003 cuenta con las siguientes características:

- Puede operar bajo voltajes de hasta 50 V (algunas versiones pueden subir hasta 100V).

- Permite una corriente de hasta 500 mA por entrada.

- Incluye un diodo de abrazadera interna para la protección del dispositivo.

- Cuenta con protección interna para el sistema de retorno, con un pin disponible para la detección de carga.

- Integración perfecta con microcontroladores y tableros Arduino.

- Compatibilidad con la lógica TTL y 5V CMOS.

- El chip ULN2003 está disponible en paquetes de inmersión, TSSOP y SOIC de 16 pines.

- Comúnmente, viene con componentes adicionales montados en un módulo en el mercado para una conexión más fácil.

1. Entrada 1: Este PIN controla la salida correspondiente (salida 1).Si es alto (5V), habrá una salida;De lo contrario, no habrá ninguno.

2. Entrada 2: igual que arriba, pero afecta la salida 2.

3. Entrada 3: igual que arriba, para la salida 3.

4. Entrada 4: Lo mismo para la salida 4.

5. Entrada 5: igual que arriba, para la salida 5.

6. Entrada 6: igual que arriba, pero para la salida 6.

7. Entrada 7: Igual, pero para la salida 7.

8. GND: Este pin 8 es para conectado a tierra, para estar conectado a la fuente de alimentación.

9. Com: este PIN puede realizar varias funciones.Por lo general, se usa como un pin de prueba para abrir todas las salidas.También se puede usar para cargas inductivas.

10. Salida 7: Controlado por entrada 7, cualquier carga de 50V y 500 mA se puede conectar a ella.

11. Salida 6: igual que arriba, pero depende de la entrada 6.

12. Salida 5: Lo mismo pero corresponde a la entrada 5.

13. Salida 4: Igual que el anterior, pero controlado por la entrada 4.

14. Salida 3: Lo mismo, pero corresponde a la entrada 3.

15. Salida 2: igual que arriba, pero corresponde a la entrada 2.

16. Salida 1: Controlado por la entrada 1, pero tiene las mismas características que las otras.

El chip ULN2003 divide hábilmente su funcionalidad en dos partes principales: entrada y salida.Por un lado, utiliza siete pines de entrada (IN1 a IN7) para capturar señales lógicas entrantes.Por otro lado, siete transistores de salida (Out1 a Out7) administran los estados de encendido y apagado de las cargas a los que están conectados.La ventaja de esta configuración es su capacidad de respuesta a los cambios de señal: una señal alta mantiene los transistores internos en un estado cerrado, evitando que la corriente fluya a la carga, mientras que una señal baja los abre, lo que permite que la corriente fluya libremente.Este enlace directo entre las señales de los pines de entrada y las acciones de los pines de salida permite un control preciso sobre los dispositivos conectados.

Funcionalmente, el ULN2003 está diseñado para impulsar cargas que son demasiado altas en voltaje, corriente o inductancia para que los microcontroladores estándar manejen directamente.Además, cada una de sus salidas está equipada con diodos de abrazadera, proporcionando protección inversa y mejorando significativamente la estabilidad y confiabilidad del sistema.Este diseño no solo cumple con las altas demandas de controlar las cargas de alta potencia, sino que también garantiza la seguridad de las configuraciones de circuitos complejos, lo que lo convierte en una opción confiable para entornos eléctricos desafiantes.

El ULN2003 es un circuito integrado de 16 pines que integra siete pares de transistores de Darlington, cada uno capaz de conducir cargas de hasta 50V y 500 mA.Estamos equipados con los siete pines de entrada y salida correspondientes para estos siete pares de Darlington.Además, incluye un pasador de tierra y un pin común.Normalmente, el pasador de tierra está directamente conectado a tierra, mientras que el uso del pin común es opcional.Sorprendentemente, este IC no tiene un PIN VCC dedicado.Esto se debe a que la potencia necesaria para que los transistores funcionen se toman directamente de los pines de entrada.A continuación se muestra un simple ejemplo de circuito que se puede utilizar para probar el funcionamiento del circuito integrado ULN2003.

En esta configuración, un LED se considera la carga, con su terminal positivo conectado a la fuente de alimentación y su terminal negativo conectado a tierra a través de un pin de salida del ULN2003.Este diseño se elige porque, cuando el nivel de voltaje en un pasador de entrada aumenta, el pin de salida correspondiente a los motivos de la salida, cerrando así el circuito e iluminando el LED.Además, aunque el límite de corriente de carga máxima para cada pin de salida es de 500 mA, se pueden lograr cargas de corriente más altas al paralelas a múltiples pasadores de salida.Por ejemplo, el paralelo a tres pines puede en teoría impulsar corrientes hasta 1.5a.Mientras conectando a tierra el pin COM es opcional, se puede usar como un interruptor de prueba, lo que permite que todos los pines de salida se conecten cuando el pin COM está conectado a tierra.

- para conducir cargas de alta corriente con circuitos digitales.

- Adecuado para conducir motores paso a paso.

- Puede conducir LED de alta corriente.

- Módulos de unidad de retransmisión (capaz de conducir 7 relés).

- Buffers lógicos en electrónica digital.

- Utilizado como sensor táctil para Arduino.

- LR2003L

- TBD62003APG

- ULN2001

- ULN2001A

- ULN2003A

El módulo de accionamiento del motor paso a paso ULN2003 se utiliza para conducir motores paso a paso, LED de alta corriente y módulos de retransmisión.Este IC emplea pares de Darlington para la salida y puede proporcionar hasta 5V y 500 mA.La potencia necesaria para la operación de los transistores se obtiene de la entrada de control, por lo tanto, no hay pin VCC en el IC.

El ULN2003A presenta una resistencia base de la serie de 2.7 kΩ para cada par de Darlington, lo que permite una operación directa con dispositivos TTL o CMOS de 5 V.El ULN2004A tiene una resistencia base de la serie de 10.5 kΩ para facilitar su operación directa de dispositivos CMOS que utilizan voltajes de suministro de 6 a 15 V.

El ULN2003A, un componente popular para conducir cargas de mayor voltaje de Logic, tiene sus entradas clasificadas por hasta 30V y las salidas por hasta 50 V.El ULN2004 también podría considerarse como una alternativa.

Todas estas pueden considerarse diferentes versiones del mismo dispositivo, a saber, ULN2003A.ULN2003A es una matriz Darlington de 7 canales de lado bajo.ULQ2003A es idéntico a ULN2003A pero clasificado para temperaturas más altas (85 ° C).ULN2803 tiene 8 canales en lugar de 7, lo que lo hace similar a ULN2003A.

La función principal del ULN2003 es amplificar las señales de control del Arduino para que puedan usarse para conducir el motor paso a paso 28BYJ-48.