AMS1117 je uobičajeni linearni regulator napona koji se koristi za promenu većeg jednosmernog napona u stabilan izlaz od 3,3 V ili 5 V. To je jednostavan, jeftin i koristan u malim kolima, ali toplota, napon ispadanja, kondenzatori, pinout i raspored PCB-a utiču na njegove performanse. Ovaj članak pruža informacije o AMS1117 pinout, dizajn kola, aplikacije, problemi, i praktične granice.
Šta je AMS1117 regulator napona?
AMS1117 je linearni regulator napona sa tri terminala koji se koristi za pretvaranje većeg jednosmernog napona u stabilan niži jednosmerni napon. Koristi se u 3.3V i 5V šinama za napajanje mikrokontrolera, senzorskih modula, razvojnih ploča i malih ugrađenih kola.
Za razliku od regulatora prebacivanja, AMS1117 ne pretvara snagu sa visokom efikasnošću. Reguliše napon ispuštanjem dodatnog napona kao toplote. To ga čini jednostavnim, jeftinim i lakim za korišćenje, ali to takođe znači da uređaj može postati vruć kada je ulazni napon mnogo veći od izlaznog napona.
AMS1117 pinout i tipovi paketa
AMS1117 SOT-223 Pin Konfiguracija
| Pin | Ime i prezime | Funkcija |
|---|---|---|
| Pin 1 | GND / ADJ | Ground za fiksne verzije ili podesite pin za podesivu verziju |
| Pin 2 | VOUT | Regulisani izlazni napon |
| Pin 3 | VIN | Ulazni napon |
| Tab | VOUT | Interno povezan sa izlazom |
SOT-223 AMS1117 je jedna od najčešćih verzija koja se koristi na razvojnim pločama i malim modulima. Metalni jezičak je povezan sa VOUT-om, a ne sa zemljom. Ovo je potrebno prilikom dizajniranja PCB-a ili provere kratkih hlača.
Fiksna verzija vs podesiva verzija
• AMS1117-3.3: fiksni 3.3V izlaz
• AMS1117-5.0: fiksni 5V izlaz
• AMS1117-ADJ: podesivi izlaz pomoću dva eksterna otpornika
• Fiksne verzije koriste prvi pin kao GND
• Podesive verzije koriste prvi pin kao ADJ
Tehničke specifikacije AMS1117
| Odlika | Specifikacija | Beleške |
|---|---|---|
| Maksimalna izlazna struja | 1A | Zahteva adekvatno potapanje toplote. |
| Maksimalni ulazni napon | 15V | Apsolutni maksimalni rejting. |
| Napon ispadanja | 1.1V (tip) | Na 1A opterećenja. Ulaz mora biti > (Vout + 1.1V). |
| Regulacija linije | 0.20% | Maksimalno odstupanje. |
| Regulacija opterećenja | 0.40% | Maksimalno odstupanje. |
| Paket | SOT-223 | Najčešće. Takođe dostupno u TO-252. |
Kako AMS1117 funkcioniše u kolu?
AMS1117 funkcioniše održavanjem stabilnog izlaznog napona čak i kada se ulazni napon ili struja opterećenja menja u okviru svojih radnih granica. Na primer, AMS1117-3.3 može uzeti 5V ulaz i obezbediti regulisani 3.3V izlaz za mikrokontroler ili senzorski krug.
Zato što je linearni regulator, neiskorišćeni napon se ne pretvara u dodatnu struju. Umesto toga, razlika napona između ulaza i izlaza se rasipa kao toplota. Zbog toga su AMS1117 kola jednostavna, ali ne baš efikasna kada je ulazni napon mnogo veći od izlaznog napona.
Za stabilan rad, AMS1117 su potrebni odgovarajući ulazni i izlazni kondenzatori. Bez ispravnih kondenzatora, izlaz može oscilirati, mreškati ili postati nestabilan kada se opterećenje brzo menja.
Zajedničke AMS1117 aplikacije
Arduino-kompatibilne ploče
AMS1117 se koristi na pločama kompatibilnim sa Arduino za pretvaranje većeg ulaznog napona u stabilan napon na logičkom nivou, kao što je 5V ili 3.3V. Izabran je zbog jednostavnog dizajna i niskog broja komponenti.
ESP8266 / ESP32 moduli
Mnogi ESP8266 i ESP32 razvojne ploče koriste AMS1117 da obezbede stabilnu 3.3V šinu za napajanje bežičnih komunikacionih modula.
Senzorski moduli
AMS1117 se često koristi u senzorskim modulima jer obezbeđuje jednostavnu i jeftinu regulaciju napona za umerena strujna opterećenja.
USB pogon kola
U uređajima sa USB napajanjem, AMS1117 može pretvoriti 5V USB ulaz u stabilan 3.3V izlaz za niskonaponsku elektroniku.
Male kontrolne ploče
Male kontrolne ploče obično koriste AMS1117 jer je lako integrisati u kompaktne PCB rasporeda i zahteva nekoliko spoljnih komponenti.
LED indikator kola
AMS1117 može da obezbedi stabilnu niskonaponsku šinu za LED indikatorske krugove i sekcije osvetljenja slabe struje.
Krugovi baterije
AMS1117 se može koristiti u nekim krugovima na baterije gde je potrebna jednostavna regulacija napona.
AMS1117 5V do 3.3V kola Primer
Uobičajena AMS1117 aplikacija je pretvaranje 5V USB ili adaptera ulaz u 3.3V napajanje za digitalne kola male snage. Ova postavka se često koristi za mikrokontrolere, senzore, logičke module i male razvojne ploče.
U kolu, 5V ulaz se povezuje sa VIN-om, 3.3V izlaz se uzima iz VOUT-a, a pin za uzemljenje deli ulazni izvor i opterećenje. Ulazni kondenzator se nalazi između VIN i GND, dok je izlazni kondenzator postavljen između VOUT i GND. Ovi kondenzatori treba da budu postavljeni blizu AMS1117 pinova kako bi se smanjila buka i poboljšala stabilnost.
Osnovni saveti za povezivanje
| Veza | Gde ide |
|---|---|
| VIN | 5V ulaz |
| GND | Zajednička osnova |
| VOUT | 3.3V izlaz |
| Ulazni kondenzator | Između VIN i GND |
| Izlazni kondenzator | Između VOUT i GND |
Na primer, 5V USB ulaz može napajati 3.3V senzorsku ploču na oko 150mA preko AMS1117-3.3. Ovo je obično prihvatljivo ako PCB ima dovoljno bakarne površine za širenje toplote i 5V ulaz ostaje stabilan pod opterećenjem.
Ovo kolo treba pažljivije proveriti prilikom napajanja bežičnih modula, motora, relejnih ploča ili drugih opterećenja sa trenutnim šiljcima. Ako ulazni napon padne prenisko, AMS1117 može ispasti iz regulacije. Ako je struja opterećenja previsoka, regulator se može pregrejati. Ova pitanja su obrađena u sledećem odeljku dizajna.
AMS1117 Razmatranja dizajna
AMS1117 Stabilnost i dizajn kondenzatora
AMS1117 kola često ne uspevaju zbog tri problema dizajna: nestabilni kondenzatori, nedovoljan ulazni napon i prekomerna toplota. Ovi problemi su češći od samog regulatora koji ne uspeva, tako da okolno kolo uvek treba proveriti pre zamene IC-a.
Preporučeno podešavanje kondenzatora
AMS1117 su potrebni odgovarajući ulazni i izlazni kondenzatori da ostanu stabilni tokom promena opterećenja. Loš izbor kondenzatora ili dugi tragovi PCB-a mogu izazvati izlazne oscilacije, neuspeh pri pokretanju, prekomerno talasanje ili nestabilan napon.
| Lokacija kondenzatora | Zajednička vrednost | Glavna svrha |
|---|---|---|
| Ulazni kondenzator | 10μF tipičan | Smanjuje ulazni šum i poboljšava prolazni odziv |
| Izlazni kondenzator | 10μF–22μF tipičan | Održava stabilnost regulatora i izglađuje VOUT |
| Mali keramički kondenzator | 0.1μF opciono | Filteri visoke frekvencije buke |
AMS1117 Prostor za glavu napona i napuštanje
AMS1117 je linearni regulator, tako da VIN mora ostati viši od VOUT dovoljnom maržom. Ova razlika napona se zove napon ispadanja.
VDROP = VIN − VOUT
Mnogi AMS1117 uređaji treba oko 1.1V do 1.3V prostora za glavu u blizini veće struje opterećenja. Na primer, AMS1117-3.3 obično radi sa 5V ulaza, ali problemi mogu nastati ako 5V šina padne zbog gubitka USB kabla, slabih adaptera ili trenutnih šiljaka.
AMS1117 Rasipanje toplote i termička kontrola
AMS1117 pretvara višak napona u toplotu. Što je veća razlika između VIN i VOUT, i što je veća struja opterećenja, regulator postaje topliji.
Gubitak snage može se proceniti kao:
P = Vin− Vout x Iload
| Primer | Obračun | Rezultat | Praktično značenje |
|---|---|---|---|
| 5V → 3.3V na 100mA | (5 − 3.3) × 0.1 | 0.17W | Upravljiv |
| 5V → 3.3V na 300mA | (5 − 3.3) × 0.3 | 0.51W | Toplo tokom rada |
| 9V → 3.3V na 300mA | (9 − 3.3) × 0.3 | 1.71W | Verovatno previše vruće bez hlađenja |
| 12V → 3.3V na 500mA | (12 − 3.3) × 0.5 | 4.35W | Nije praktično za AMS1117 |
Zbog toga je AMS1117 pogodan za male padove napona, kao što su 5V do 3.3V, ali ne i za konverziju visoke struje. Za 12V do 3.3V ili teških opterećenja, buck konvertor je obično bolji izbor.
AMS1117 Podesiva konfiguracija izlaznog napona
Verzija AMS1117-ADJ koristi dva spoljna otpornika za podešavanje izlaznog napona. Korisno je kada fiksna verzija od 1.8V, 2.5V, 3.3V ili 5V nije dostupna.
Vout = Vref x (1 + R2 / R1) + IADJ x R2
U brzim procenama dizajna, IADJ termin je često dovoljno mali da se ignoriše.
| Ciljni izlaz | Primer R1 | Primer R2 | Beleške |
|---|---|---|---|
| 2.5V | 240Ω | 240Ω | Jednostavno uravnoteženo podešavanje |
| 3.3V | 240Ω | 390Ω | Zajednički prilagođeni izlaz |
| 5V | 240Ω | 720Ω | Zahteva veći VIN |
AMS1117 vs LM1117, 7805, Buck Converter, i Moderni LDO
| Opcija | Najbolja upotreba | Prednosti | Ograničenja |
|---|---|---|---|
| AMS1117 | Jeftina regulacija 3.3V ili 5V | Jednostavno, jeftino, uobičajeno | Dobija vruće sa visokim padom napona |
| LM1117 | Slične LDO aplikacije | Često uporediv u funkciji | Morate proveriti pinout i specifikacije |
| 7805 | 5V regulacija od višeg napona | Robustan i poznat | Veći dropout, veći paket |
| Buck konvertor | Visoko efikasni napon step-dovn | Bolje za velike struje i velike padove napona | Više delova i prebacivanje buke |
| Moderni LDO sa niskim IQ | Kola na baterije | Niža struja u stanju pripravnosti, bolje opcije napuštanja | Može koštati više |
Uobičajeni problemi sa AMS1117 i rešavanje problema
| Problem | Mogući uzrok | Šta proveriti |
|---|---|---|
| Izlazni napon je prenizak | Ulazni napon ispod zahteva za napuštanje | Izmerite VIN pod opterećenjem |
| Regulator postaje veoma vruć | Prekomerno rasipanje snage | Izračunajte gubitak snage |
| Nema izlaznog napona | Pogrešan pinout, loš lemni spoj, oštećen IC | Proverite VIN, VOUT i GND |
| Izlaz je nestabilan | Pogrešna vrednost kondenzatora, ESR ili plasman | Proverite izlazni kondenzator |
| ESP32 ili modul resetuje | Trenutni šiljci ili slaba 3.3V šina | Test sa jačim snabdevanjem |
| Izlaz pada kada se opterećenje povezuje | Struja opterećenja previsoka | Izmerite struju opterećenja |
| Regulator se gasi | Termička zaštita aktivirana | Smanjite ulazni napon ili opterećenje |
| Odbor radi bez opterećenja, ali ne radi u upotrebi | Loš raspored ili nedovoljan trenutni kapacitet | Test pod stvarnim radnim opterećenjem |
Zaključak
AMS1117 dobro funkcioniše za jednostavnu regulaciju od 5V do 3.3V ili 5V kada je struja opterećenja umerena, a toplota se kontroliše. Njegov stabilan rad zavisi od ispravnih pin veza, dovoljno ulaznog napona, odgovarajućih kondenzatora, kratki PCB tragovi, i dobar termalni dizajn. Nije najbolje za velike padove napona, opterećenja visoke struje ili kola baterija gde je efikasnost važna. Buck konvertor ili moderni LDO je bolji za te uslove.
Često postavljana pitanja [FAK]
K1. Zašto se AMS1117 zagreva tokom upotrebe?
AMS1117 se zagreva jer pada dodatni napon kao toplota. Veći ulazni napon i veća struja opterećenja stvaraju više toplote, tako da je važan toplotni dizajn.
K2. Može li AMS1117 zaista snabdevati 1A?
Da, ali samo sa dovoljno rasipanja toplote. U malim pločama, struja je niža, jer regulator može pregrejati pre nego što dostigne 1A.
K3. Zašto se AMS1117 obično koristi za 5V u 3.3V konverziju?
Zato što 5V daje dovoljno prostora za napon za stabilan izlaz od 3.3V. Jednostavan je, jeftin i koristan za mikrokontrolere, senzore i male module.
K4. Mogu li se keramički kondenzatori koristiti sa AMS1117?
Da, ali tehnički list treba proveriti. Nekim verzijama AMS1117 možda će biti potreban odgovarajući izlazni kondenzator ESR opseg za stabilan rad.
K5. Zašto se ESP8266 ili ESP32 ploče resetuju sa AMS1117?
Vi-Fi moduli izvlače nagle trenutne šiljke. Ako je napajanje, kondenzatori, ili PCB tragovi su slabi, 3.3V šina može dip i resetovati modul.
