Condensadores para AMS1117 para regulación de 5V a 3.3V

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Me gustaría convertir 5V regulados (del puerto USB) a 3.3V regulados usando el regulador AMS1117. Dado que el voltaje de entrada ya está regulado, ¿se necesitan capacitores para el circuito? Si es así, ¿qué tipo debo usar? ¿Qué problemas debo esperar cuando no los use? ¿Podría la tensión de salida ser menos estable que la entrada uno?

La hoja de datos no proporciona mucha información sobre los capacitores, pero sugiere el uso de 22uF tantalum output capacitor (una de las dos hojas de datos que he visto no dice nada sobre el capacitor de entrada). Pero creo que mis condiciones son mucho más simples de lo normal y que probablemente me salga con la más pequeña y quizás de otro tipo (¿como la cerámica?) O tal vez sin ella?

Sí vi esos reguladores en uso en pocos módulos de conversión de voltaje baratos y estoy bastante seguro de que ninguno de ellos usó condensadores de tantalio. Uno de ellos, por ejemplo, utiliza dos 104 y dos 106 (probablemente uno de cada tipo para la entrada y otro para la salida) que parece bastante arbitrario. ¿Es esta mala ingeniería o está bien para la mayoría de los casos? ¿Cómo se eligen los condensadores si no siguiendo las recomendaciones de la hoja de datos, empíricamente?

    

2 respuestas

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El 1117 ha sido clonado por muchos fabricantes. En general, si solo hablan de tanatalum (como hace AMS) probablemente copiaron alguna hoja de datos antigua de otra persona. Busque en la hoja de datos de otros (además de AMS). Por ejemplo, el LM1117 de TI tiene más detalles:

  

Condensador de salida:   El capacitor de salida es crítico para mantener la estabilidad del regulador y debe cumplir con las condiciones requeridas para ambos   Cantidad mínima de capacitancia y ESR (resistencia equivalente en serie). La capacitancia de salida mínima.   requerido por el LM1117-N es 10µF, si se usa un capacitor de tantalio. Cualquier aumento de la capacitancia de salida será   simplemente mejorar la estabilidad del bucle y la respuesta transitoria. El ESR del condensador de salida debe oscilar entre   0.3Ω - 22Ω. En el caso del regulador ajustable, cuando se usa el CADJ, una capacitancia de salida más grande (22µf   tantalio) es obligatorio.

Y sí, el límite de salida ESR es crítico para la estabilidad de los LDO, no solo la capacitancia. (Busque en la etiqueta LDO para ver algunos ejemplos recientes en el sitio; este en particular tiene trazas de alcance.) La hoja de datos NCP1117 es más útil a este respecto:

  

La compensación de frecuencia para el regulador es proporcionada por   El condensador Cout y su uso es obligatorio para garantizar la salida.   estabilidad. Un valor de capacitancia mínimo de 4.7µF con una   Resistencia en serie equivalente (ESR) que está dentro de los límites de   Se requieren 33 mΩ (typ) a 2.2Ω. Ver Figuras 12 y 13.   El tipo de condensador puede ser de cerámica, tantalio o aluminio.   electrolítico siempre y cuando cumpla con la capacitancia mínima   El valor y los límites de ESR a lo largo de toda la operación del circuito.   rango de temperatura. Los valores más altos de capacitancia de salida pueden   ser utilizado para mejorar la estabilidad del bucle y la respuesta transitoria con   El beneficio adicional de reducir el ruido de salida.

[énfasis mío]. Esa hoja de datos tiene buenos gráficos que muestran la interdependencia de estos dos parámetros de límite de salida (ESR y capacitancia):

AhoralahojadedatosAMS1117nodicenadasobrelaESR,asíquepuedescreerquelasuyaesdivinaynooscilaráapesardeeso,perodudoqueeseseaelcaso.Estoestodoloquedicen,porcierto:

  

EldiseñodelcircuitoutilizadoenlaserieAMS1117requiereelusode  Uncondensadordesalidacomopartedelacompensacióndefrecuenciadeldispositivo.  Laadiciónde22µFdetantaliosólidoenlasalidaasegurará  Estabilidadparatodaslascondicionesdefuncionamiento.  Cuandoelterminaldeajustesedesvíaconuncondensadorpara  mejorarelrechazodelaondulación,elrequisitodeunasalida  Aumentaelcondensador.Elvalorde22µFdetantaliocubretodosloscasosde  sinpasarporelterminaldeajuste.Sinpasarporaltoel  loscondensadoresmáspequeñosdelterminaldeajustesepuedenutilizarconigualmente  Buenosresultados.  Paramejoraraúnmáslaestabilidadylarespuestatransitoriadeestos  Sepuedenusardispositivosdemayorvalordelcapacitordesalida.

Ahoraconrespectoa

  

Enrealidad,"Comenzar con STM32F030xx" recomienda usar un condensador de 4.7uF entre VCC y GND (además de unos 100nF), que no es mucho más pequeño que el recomendado.

Eso es para el desacoplamiento del STM32F en sí mismo

  

Además, cada par de fuente de alimentación debe estar desacoplado con cerámica de filtrado de 100 nF   Condensador y un condensador químico de aproximadamente 4.7 μF conectados entre los pines de suministro de   El dispositivo STM32F030. Estos condensadores deben colocarse lo más cerca posible, o   a continuación, los pines apropiados en la parte inferior de la PCB.

Entre la MCU y el regulador puede tener una inductancia no trivial. Los profesionales simulan el tablero en un simulador de campo de EM bastante costoso para averiguar cuánto exactamente. Si no puede permitírselo, debe seguir las reglas generales de las hojas de datos de los fabricantes de circuitos integrados.

Tenga en cuenta que esta simulación de EM es solo sobre el efecto de la placa, no incluye cosas como la estabilidad de los registros de voltaje. Y si coloca los dos chips y sus tapas realmente cerca uno del otro, la falta de inductancia / resistencia entre ellos puede ser un problema para la estabilidad del LDO: la capacidad que ve crece (ve mayúsculas en paralelo), pero El ESR baja (resistencias en paralelo). Eso te mueve a la izquierda en el gráfico de la Fig. 12 arriba. Por eso, en última instancia, nada es el sustituto de la creación de prototipos real.

    
respondido por el Fizz
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Las tapas de desacoplamiento de la MCU suelen ser de 0,1 uf. Eso es 200 veces más pequeño que el límite de salida recomendado. Eso debería decirte algo.

Hablando típicamente, ya que tiene una salida regulada de 5V, cerca de la entrada de 3.3V (1 pulgada), puede omitir el límite de entrada (compartido con el límite de salida de 5V). Pero es muy recomendable que te limites a algo cerca del límite de salida recomendado. Rara vez hay un momento en el que no se debe poner.

    
respondido por el Passerby

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