با سلام خدمت همه دوستان گرامی. تقریبا در تمام مداراتی که تغذیه همه یا بخشی از آنها ولتاژ هایی از جمله 1.2، 3.3 و 5 ولت هستن، سر و کله رگولاتور های خطی در گوشه کنار این مدار ها پیدا میشه. در بین رگولاتور های خطی موجود در بازار، سری AMS1117 از محبوبیت خاصی برخوردار هستن. دلیل این محبوبیت هم مجموعه ای از ویژگی های خوب برای یک رگولاتور مانند ظرفیت جریان بالا در نوع خود، تنوع بالا در مدل های ولتاژ ثابت، پکیج SMD و در نهایت قیمت بسیار مناسب آنها می‌باشد.
این رگولاتور ها، به سادگی بکارگیری معروف هستند. به طوری که ولتاژ بالاتر رو به ورودی میدید و خروجی رو از پایه دیگه دریافت می کنید. به همین راحتی و آسونی! البته برای مدل متغیر، یک محاسبه کوچولو برای مقاومت های تنظیم ولتاژ خروجی نیاز داره که کار ساده ایه.
روش محاسبه مقاومت
من قصد نداشتم در این مطلب به روش محاسبه مقاومت ها برای تعیین ولتاژ خروجی بپردازم. اما چون نکته اصلی این مطلب که در ادامه باید بهش توجه کنیم، به محاسبه این مقاومت ها ربط پیدا میکنه، اول مروری روی روش محاسبه این مقاومت ها خواهیم داشت.
مدار زیر، نحوه اتصال و فرمول محاسبه مقاومت های خروجی به رگولاتور را نشان میدهد:
در فرمول ولتاژ خروجی، معمولا به دلیل ناچیز بودن مقدار IADJ، از بخش دوم فرمول صرف نظر میکنیم. مقدار VREF هم طبق دیتاشیت برابر 1.25 ولت می‌باشد. که باید آن را در محاسبات خود لحاظ کنیم.
برای مثال، مقدار مقاومت ها برای ولتاژ خروجی 3.3 ولت طبق فرمول به ترتیب R2=2.2KΩ و R1=1.3KΩ محاسبه خواهند شد. خب تا اینجا همه چیز اوکیه و مدار رو میسازیم و به میکروکنترلر وصل میکنیم و روشن میکنیم. اما با کمال تعجب میبینیم میکروکنترلر مدار بعد از مدتی کار کردن سوخت!!! چی شد؟! سردرگم دنبال مشکل، با اندازه گیری ولتاژ بخش های مختلف مدار، متوجه می شیم که ولتاژ خروجی رگولاتور به جای 3.3 ولت، مقدار بالاتری داره!
خب اولین حدس ما درباره سوختن رگولاتور هست که اییی داد، قطعه فیک بهمون فروختن و… . ولی باید بدونیم که در این مرحله، مشکل از رگولاتور نیست و این ما هستیم که یک نکته مهم رو در طراحی رعایت نکردیم! ولی شاید بگید ما که محاسبات ولتاژ خروجی رو درست انجام دادیم پس مشکل از کجاست؟
در اینجا یکی از مصادیق اهمیت دیتاشیت خوانی “دقیق” روشن میشه! میپرسید چطور؟ پس تا آخر مطلب با من همراه باشید.
دیتاشیت خوانی رگولاتور AMS1117
در دیتاشیت AMS1117 در جدول مشخصات الکتریکی قطعه، یک ردیف وجود داره که با عبارت Minimum Load Current مشخص شده است. این مشخصه به ما میگه که “حداقل جریان بار” باید چقدر باشه. حداقل جریان؟ ممکنه با خودتون بگید تا الان فقط حداکثر جریان مجاز قطعه برامون مهم بوده و اصلا نمی دونستیم حداقل جریان هم مهمه!
این سری از رگولاتورها (و احتمالا در بعضی از سایر رگولاتور های خطی) برای ثبات در عملکرد خود و ثابت نگاه داشتن ولتاژ خروجی روی مقدار محاسبه شده، باید مقداری جریان به طور مداوم از خروجی آنها کشیده شود و اگر در شرایطی، جریان مصرفی مدار از مقدار مشخص شده در دیتاشیت کمتر شود، ولتاژ خروجی رگولاتور ممکن است ناپایدار شده و حتی افزایش یابد.
در دیتاشیت رگولاتور AMS1117 این مقدار حدود 10 میلی آمپر مشخص شده است. بنابراین اشتباه ما در محاسبات مقاومت های خروجی اینجا بود که جریان مداوم خروجی در حالتی که مصرف مدار به حداقل میرسید (مثلا حالت خواب میکروکنترلر و استندبای مدار)، به کمتر از حد مجاز میرسید.
میلی آمپر 0.9 = (2.2K+1.3K)/3.3
این مساله باعث افزایش بیش از حد ولتاژ خروجی رگولاتور و آسیب به مدار می شود. برای حل این مشکل، باید در زمان محاسبه مقاومت های خروجی رگولاتور، محدوده آنها را به گونه ای انتخاب کنیم که جریان عبوری از آنها برابر با حداقل مقدار گفته شده در دیتاشیت باشد. به عنوان مثال، طبق فرمول اگر مقدار R1=90Ω و R2=150Ω انتخاب کنیم، ولتاژ خروجی برابر 3.3 ولت خواهد شد. در عین حال جریان مداوم خروجی، در حالت بی باری برابر 3.3V/240R=13mA خواهد بود که مقداری بیش از حداقل مقدار گفته شده در دیتاشیت می‌باشد. به این ترتیب میتوان اطمینان داشت که در مواقعی که جریان مصرفی مدار به حداقل میرسد، رگولاتور در محدوده پایدار به کار خود ادامه خواهد داد.
نکته عملی: در مثال بالا، مقدار مقاومت 90 اهمی استاندارد نبوده و با استفاده از موازی کردن دو عدد مقاومت 180 اهمی به راحتی قابل ساخت می‌باشد.
در رگولاتورهای مدل ولتاژ ثابت مثل AMS1117-3.3 و… به دلیل وجود مقاومت های داخلی، احتمال رخداد این مساله کمتر می‌باشد. اما با توجه به اینکه در دیتاشیت قطعه، مقادیر این مقاومت ها گفته نشده، بهتره برای اطمینان، یک مقاومت در خروجی رگولاتور برای ایجاد جریان مناسب طبق دیتاشیت، قرار داده شود. مثلا برای رگولاتور AMS1117-3.3 در طراحی مدار در خروجی یک مقاومت 330 اهم بین پایه خروجی رگولاتور و GND قرار دهید.
نکته عملی: مواقعی که برای تولید چند ولتاژ مختلف، دو یا چند رگولاتور با هم سری میشن، نیاز نیست که به خروجی هر رگولاتور یک مقاومت به زمین وصل کنیم. کافیه یک مقاومت به خروجی رگولاتور آخر وصل شود. مثلا اگر ولتاژ ورودی تغذیه به رگولاتور 9 ولت و بعد به گولاتور 5 ولت و بعد به رگولاتور 3.3 ولت وصل شده، کافیه مقاومت بار بر اساس آخرین ولتاژ یعنی 3.3 ولت محاسبه و به خروجی رگولاتور 3.3 ولت وصل کنیم. در این صورت حداقل جریان از همه رگولاتور های قبلی هم کشیده شده و همه رگولاتور در حالت پایدار قرار خواهد گرفت.
نتیجه گیری
رگولاتورهای سری AMS1117 که به دلیل مشخصات خوب و قیمت مناسب آنها، در بین طراحان مدار های الکترونیکی خصوصا مدار های میکروکنترلری طرفداران زیادی دارد. این رگولاتور دارای یک مشخصه مهم به نام “حداقل جریان بار مجاز” می‌باشد. که اگر این مقدار در طراحی و محاسبات رعایت نشود، باعث ناپایداری خروجی یا افزایش غیر طبیعی ولتاژ خروجی آنها میشود.
برای اطمینان از عملکرد پایدار رگولاتور، باید جریان حداقلی بر اساس مقدار مشخص شده در دیتاشیت (در مثال ما 10 میلی آمپر) همیشه از خروجی کشیده شود. این جریان با استفاده از مقاومت های خروجی در مدل های AMS1117-ADJ و با قرار دادن یک مقاومت ثابت در خروجی رگولاتور در مدل های ثابت مثل AMS1117-3.3 برقرار میشود.
امیدوارم که این مطلب مورد رضایت شما قرار گرفته باشد. چنانچه در این خصوص سوال، نظر و یا اطلاعات بیشتری دارید، آن را از قسمت کامنت ها با ما در میان بگذارید تا در اسرع وقت پاسخ داده شود و از تجربیات و اطلاعات شما هم استفاده شود.
سلام. تشکر بابت این مقاله. یه کمکی میخواستم ازتون بگیرم امیدوارم بتونید بهم کمک کنید.
من یک رگولاتور ولتاژ دارم سوخته که روش زده GH16d 3024A4 که هر جا گشتم این مدل پیدا نکردم که جایگزین کنم
امکانش هست بهم بگید از چه گولاتور ولتاژ دیگه ای استفاده کنم که تو ایران موجود هست و بتونم آن را تهیه کنم
اگه امکانش هست اعداد دقیق بهم بگید چون تازه کار هستم تشکر. پیشاپیش بابت همه چیز ازتون تشکر میکنم.
سلام، دیتاشیت مدل EH16d رو من دیدم که داخل اینترنت بود و خروجی اش ۳.۳v هست. ظاهرا pinout پارت نامبر EH16d با AMS11173 مشابه هست. خروجی رگولاتور شما چند ولت و مصرف کننده شما چه جریان مورد نیازش هست؟
با تشکر از جواب شما. رگولاتور مورد نظر با علامت فلش علامت گذاری کردم.
سوال. فقط لازمه AMS11173 رو به جای GH16d 3024A4 نصب کنم و کار دیگی لازم نیست انجام بدم؟
بعد این که تو عکس نشون دادم. آی سی رگولاتور هست یا رگولاتور خطی؟
سلامت باشید. ظاهر اینجور هم که روی تصویر مشخص شده این رگولاتور ۳.۳v هستش. فکر میکنم بتونید جایگزین AMS1117 – 3.3v کنید.
سلام لطفا بگید یک ماژول ۱.۵ ولتی که چیپ AMS1117 داره چه قطعاتی غیر از چیپ در اون به کار رفته ؟ و مدارشا یکی لطف کنه بگه
جهت اطلاع. ازاینکه منظور من کدوم ماژول هست در نت سرچ کنید ماژول کاهنده ۱.۵ ولتی با چیپ AMS1117
سلام،
از رگولاتور AMS1117 مدل ۱.۵ ولت استفاده کنید. مدار خاصی نداره و حتما دیتاشیت را چک کنید.
بسیار عالی و کاربردی. باتشکر از ادمین محترم
سلام، از اینکه مطلب مفید بوده خوشحالیم. موفق باشید.
سلام
برای ساعت دیواری که بخواهیم برقی بشه اگر AMS1117 1.2V خروجی منفی شارژر ۵ ولتی را با مقاومت ۱۰۰ اهمی به منفی ای سی وخازن ۴.۷ میکرو ۶۳ولت بین پایه گراند و خروجی ای سی وصل کنیم و از منفی خروجی شارژر و مثبت خروجی ایسی به ساعت بدیم کار میکنه ؟
اگر بله ای سی ۱.۲ ولت بهتره یا ۱.۸ ولت؟
کلا برای استفاده در ساعت دیواری اون دوتا مقاومت چند اهم باید باشه
متناسب به ولتاژ مورد نیازتون باید محاسبه کنید و حتما نکات مهم ذکر شده داخل مطلب رو هم کامل بررسی کنید.
با عرض پوزش درست متوجه منظورتون نشدم!
اول از همه ببینید چند ولت نیاز مدارتون هستش در قدم بعدی تفاوتی نمیکنه سری ولتاژ ثابت استفاده کنید یا متغیر. نوع ولتاژ ثابت اون دو مقاومت برای ایجاد ولتاژ رفرنرس رو بصورت داخلی دارن و مدار شما رو کم حجم تر خواهند کرد.
مهندس به نظر شما رگولاتور LF3.3 بهتره یا رگولاتور AMS1117?
برای تغذیه میکرو کنترلر ESP32 میخوام استفاده کنم
متاسفانه من تجربه با LF3.3 نداشتم.
سلام مهندس واقعا خدا خیرتون بده من اصلا نمیدونستم همچین چیزی هست و میخواستم esp32 رو در حالت اسلیپ قرار بدم تا مصرف زیادی نداشته باشه چون منبع تغذیه ام باتری هست و زمان نگه داشتنش خیلی برام مهم هست و احتمالا قرار بود میکرو بسوزه ولی شما جلوی این ضرر رو گرفتید
مهندس برای esp 32 نمیشه از رگولاتور های سوئیچینگ استفاده کرد؟
من برسی کردم رگولاتور های سوئیچینگ خوبی پیدا کردم ولی میترسم AMS 1117 رو قرا بدم و میکرو در حالت خواب جریان نکشه و بسوزه
سلام، قاعدتا سوئیچینگ که بهتره و راندمان بیشتری داره. ولی همیشه باید تریدآف های اینا رو در عمل بررسی کنید. پیشنهاد میکنم هم با خطی هم با سوئیچینگ مدار رو تست کنید و ببینید کدوم بهتر عمل میکنه در مدار شما. خوشحال میشم نتیجه و تجربه خودتون رو ها با ما به اشتراک بگذارید.
سلام مهندس بسیار عالی بود ممنون بابت این مطلب بسیار مفید و مهم
از اینکه مطلب مفید واقع شده خوشحالیم.
سلام و درود بر شما مهندس جعفری عالی بود
سلام مهندس جعفری عزیز یک سوالی ذهن منو درگیر کرده احتمال دارد رگولاتور ۳/۳ ۱۱۱۷بعد مدتی که حرارت مجموعه برد متوسط ۶۰درجه باشد کارایی لازم را از دست بدهد یعنی نسوزد ولی جریان لازم را جهت میکروکنترلر تامین نکنه باتشکر فراوان وارزوی موفقیت و سلامتی
سلام. وقت بخیر
در این باره، باید نکاتی را رعایت کنید.
اول اینکه قطعه اوریجینال با دیتاشیت مشخص تهیه و استفاده کنید.
دوم اینکه هرگز رگولاتور در شرایط مرزی استفاده نکنید. به عنوان مثال اگر جریان مورد نیاز مدار حداکثر ۲۰۰ میلی آمپره، رگولاتور با ظرفیت جریان دهی حداقل ۵۰۰ میلی آمپر یا حتی ۱ آمپر استفاده کنید که در شرایط مختلف مدار، قادر به تامین جریان باشد.
سوم اینکه حتما دیتاشیت رگولاتور خصوصا بخش های نمودارها را دقیق مطالعه کنید که اگر سازنده چنین محدودیتی برای رگولاتور ذکر کرده باشه، اون رو کامل بررسی کنید.
موفق باشید.
درود
برای جلوگیری از سوختن میکروکنترلر مدارمون
قبل رگلاتور مثلا سه تا زینر موازی بذاریم خوبه؟
چه کاری غیر مقاومت خروجی که فرمودید میشه انجام داد تا جلوگیری بشه از اینکه
یهو ولتاژ خروجی زیاد بشود؟
سلام. وقت بخیر
قبل از رگولاتور که همون ولتاژ ورودیه. اگر در خروجی رگولاتور زنر با ولتاژ نزدیک خروجی رگولاتور بزارید خیلی محدود میتونه از بالا رفتن ولتاژ جلوگیری کنه اما با توجه به سری نبودن مقاومت با زنر، خیلی زود دما و جریان زنر بالا میره و اون هم میسوزه.
موفق باشید.
۱- یعنی اگر ما توی خروجی رگولاتور ها یک زنر به اندازه همون ولتاژ خروجی رگولاتور یا چیزی نزدیک بهش بگذاریم و البته با یک مقاومت سری میتونه چاره باشه؟ مقاومت چند باشه؟ البته طبعا باید متناسب باید جریان مدار زنر و مقاومت رو توانش محاسبه کرد و انتخاب کرد دیگه درسته؟
۲- توی اکثر دستگاه های SMS کنترلر که دیدم خروجی رگولاتور بعضا وقتی میسوزه باعث میشه ولتاژ ورودی مستقیم بیاد خروجی رگولاتور و یعنی همون تغذیه اصلی مدار و نهایتا مدار را آسیب میرسونه، برای این حالت باید چه کرد یا غیر از انتخاب زنر چه باید کرد؟
ممنون از اینکه پاسخ میدید و تجربتون را با ما به اشتراک میگذارید.
استفاده از زنر در خروجی، نباید به عنوان راه حل نهایی در نظر گرفته بشه چون مدت زیادی نمیتونه دوام بیاره. همچنین مدار در این حالت توان مورد نیاز سیستم رو نمیتونه تامین کنه. اما برای حالت های گذرا میتونه مناسب باشه به شرطی که زنر به اندازه کافی سریع باشه.
درود خدمت مهندس گرامی
سوال من اینه
اگر به هر دلیل رگلاتور های خطی زیر بسوزند ولتاژ خروجی چندولت میشود؟
AMS1117 5v
L7805
سلام. وقت بخیر
رگولاتورها عموما در طبقه خروجیشون یک ترانزیستور سری دارن که کنترل ولتاژ بار رو با اون انجام میدن. اگر رگولاتور بسوزه، معمولا این ترانزیستور اتصال کوتاه میشه و چون با خروجی سریه، ولتاژ ورودی رو به خروجی متصل میکنن. مگر در حالت هایی که برای این مساله تمهیداتی در مدار داخلی رگولاتور دیده شده باشه.
سلام مهندس، راهکاری که پیشنهاد میدید برای این مورد چی هست؟ چون طبعا به مدار داخلی رگولاتور دسترسی نداریم. برای همین برای خروجی این رگولاتور و در همچین حالتی چه باید کرد؟
بهترین راهکار، طراحی مدار به گونه ایه که به رگولاتور استرس وارد نشه و در محدوده امن عملکردی خودش کار کنه.
سلام ببخشید من یک سوال ازتون داشتم میشه این رگلاتور رو بهم بگید چه نوعی هست روش نوشتهams1117
T33vs168چه نوع رگلاتوری هست مشخصاتش روبهم بگید ممنونم
رگولاتور AMS1117 از نوع خطی هست. جایگیزین میتونید از رگولاتور های خطی دیگه که ولتاژ خروجی اش متناسب با بردتون باشه استفاده و در طراحی مدار ازش به کار ببری.
سلام . وقتتون بخیر باشه
ببخشید بنده میخواستم با استفاده از مدار بالا شدت نور یه led رو کنترل کنم یعنی ۵ ولت ورودی مدار باشه و خروجی مدار متغییر باشه ، آیا میشه بجای R2 مقاومت متغییر ۵k بزارم ؟
سلام. وقت بخیر
برای تعیین مقدار پتانسیومتر، باید مقدار R2 را به ازای حد ولتاژ حداقل و حداکثر مورد نظر طبق فرمول محاسبه کنید و بعد بر اساس رنج بدست آمده، پتانسیومتر مناسب انتخاب کنید.
البته اتصال مستقیم خروجی این مدار به ال ای دی توصیه نمیکنم چون ولتاژ بالاتر از تحمل ال ای دی، براحتی بهش آسیب میزنه و باید جریان خروجی با مقاومت مناسب به صورت سری با ال ای دی محدود شود.
موفق باشید.
سلام مهندس جعفری بزرگوار
سپاس از مطلب مفیدو کاربردیتون
بهترین ها رو براتون آرزو میکنم
سلام. تشکر
اینکه این مطالب برای شما مفید و ارزشمند بودن، برای بنده مهم و خوشحال کننده است.
در حال حاضر دیگه با مجموعه مایکروالکام همکاری ندارم.
موفق باشید.
سلا مهندس جعفری عزیز؛
خیلی خوب بود این مطلب و واقعا ارزشمند بود. تشکر که همچین مطالبی را با ما به اشتراک میگذارید.
باز هم از این دست مطالب قرار بدید. خیلی کاربردی و مهم اند.
سلام. تشکر از شما بابت مطالعه مطالب وبلاگ.
انشالله هر هفته با یک مطلب کاربردی در زمینه های مختلف در خدمت دوستان خواهم بود.
شما و سایر دوستان میتونید موضوعات درخواستی که توی مدارات و طراحی ها باهاشون به چالش برخورد کردید رو برای ما ارسال کنید تا پس از بررسی و اجماع، مطلبی اختصاصی درباره راه حل چالش تدوین و در وبلاگ منتشر بشه.
موفق باشید.