Düşük Voltajlı Güç Regülatörü: AMS1117
Yanlış bir AMS1117 siparişi sonrasında tüm bilgilerimi tek bir blog altında toplamak istedim. Yanlış siparişim sonucunda gelen SOT-89 kılıfta gelen AMS1117 ve karşınızda bildiğim/tecrübe ettiğim/öğrendiğim bilgiler. AMS1117, elektronik devrelerde sıkça kullanılan düşük düşümlü (Low Dropout - LDO) bir voltaj regülatörüdür. Bu bileşen, giriş voltajını sabit bir çıkış voltajına düşürerek elektronik cihazların kararlı ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlar.
AMS1117 voltaj regülatörü, genellikle Advanced Monolithic Systems (AMS) tarafından ürtilmekle birlikte, birçok farklı üretici de AMS1117'yi üretir, bu yüzden piyasada farklı markalar altında bulunabilir. Örneğin, Diodes Incorporated ve Texas Instruments gibi bazı firmalar da bu regülatörü üretmektedir.
AMS1117, voltajı düşürmek için doğrusal bir regülatör olarak çalışır. İçinde bulunan bir seri PNP transistör, giriş voltajını düzenleyerek çıkışta sabit bir voltaj sağlar. Bu işlem, bir hata amplifikatörü ve sabit bir 1.25V referans voltajı ile gerçekleştirilir. Hata amplifikatörü, çıkış voltajını sürekli olarak referans voltajıyla karşılaştırır ve transistörün iletimini buna göre ayarlar. Giriş voltajı ile çıkış voltajı arasındaki fark transistör üzerinden ısı olarak yayılır. Regülatör, giriş ve çıkış kapasitörleri ile voltaj dalgalanmalarını yumuşatarak daha kararlı bir çıkış sağlar. Ancak, yüksek voltaj farklarında doğrusal regülatörler verimsiz olabilir, çünkü fazla enerji ısıya dönüştürülür.
Genel kullanımda hep hem girişte 10µF hemde çıkışta 10µF görüyoruz. Bu çok yanlış bir uygulama değil hatta yer yer benimde uyguladığım bir yöntem. Ama üretici bunu önermiyor.
Temel Özellikleri
- Düşük Voltaj Düşümü: AMS1117'nin en önemli özelliklerinden biri, giriş ve çıkış voltajları arasındaki düşük farkla çalışabilmesidir. Bu, özellikle pil ile çalışan veya düşük voltajlı uygulamalarda enerji verimliliğini artırır.
- Çıkış Voltajları: AMS1117, farklı sabit çıkış voltajlarına sahip modeller sunar: 1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V ve 5V. Ayrıca, çıkış voltajının ayarlanabildiği bir modeli de vardır (AMS1117-ADJ).
- Akım Kapasitesi: Maksimum 1A çıkış akımı sağlayabilir, bu da onu çeşitli uygulamalar için uygun kılar.
- Koruma Özellikleri: Aşırı ısınma ve akım koşullarına karşı dahili korumalara sahiptir (ek soğutucu gerekebilir).
Ne vereyim abime?
Yüksek voltajı alır, cihaza tam ihtiyacı olan voltajı verir!
AMS1117'ye alternatif olarak, klasik LM7805 voltaj regülatörü de sıkça kullanılır. 7805, 5V sabit çıkış sağlayan ve daha yüksek giriş voltajlarını tolere edebilen bir lineer voltaj regülatörüdür. Ancak, AMS1117'nin düşük düşüm voltajı (yaklaşık 1V) varken, 7805'in düşüm voltajı daha yüksektir (genellikle 2V-2.5V). Bu da AMS1117'yi pil ile çalışan veya düşük giriş voltajlı uygulamalarda daha avantajlı kılar. Ayrıca, AMS1117 daha kompakt bir pakette gelir ve yüksek akım kapasitesine sahiptir. Öte yandan, 7805 daha yüksek giriş voltajlarına dayanabildiği ve termal yönetimi daha basit olduğu için bazı uygulamalarda tercih edilebilir. Seçim yaparken, uygulamanızın gereksinimlerini, giriş ve çıkış voltajlarını ve termal yönetim ihtiyaçlarını göz önünde bulundurmanız önemlidir. Ayrıca yaklaşık 0.004 $'lık cazip fiyat etiketiyle AMS1117 serisi ilgi çekmektedir.
AMS1117 genellikle yüzey montajlı (SMD) kılıf tiplerinde sunulur, en yaygın olarak SOT-223, TO-252 (DPAK) ve SOT-89 kılıflarında bulunur. SOT-223, kompakt boyutu (elde lehimlemek kolaydır) ve etkili ısı dağılımı nedeniyle sıkça tercih edilir. Kılıf tipi, regülatörün ısı yönetimi ve montaj şekli üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Örneğin, daha büyük bir kılıf tipi olan TO-252, daha yüksek güç dağıtımı ve daha iyi ısı dağılımı sağlar, bu da yüksek akım uygulamalarında avantajlıdır.
AMS1117'nin tipik olarak pin düzeni genellikle üç pinden oluşur:
- Giriş (VIN): Regülatöre gelen giriş voltajı.
- Toprak (GND): Ortak toprak bağlantısı.
- Çıkış (VOUT): Regüle edilmiş sabit çıkış voltajı.
Bazı ayarlanabilir modellerde, ADJ (Adjust) pini bulunur ve bu pin üzerinden çıkış voltajı harici dirençlerle ayarlanabilir.
Teknik Özellikler:
- Giriş Voltajı Aralığı: Tipik olarak 2V ila 15V arası.
- Çıkış Voltajı Doğruluğu: ±%1.5 gibi yüksek bir hassasiyet.
- Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +125°C (termal direnç en fazla 55°C - 65°C olarak belirtilmiştir) olması sebebiyle endüstriyel uygulamalar için uygun.
- Termal Direnç: Kılıf tipine bağlı olarak değişir, ısı dağılımını etkilemekle birlikte sınıra ulaştıkça ısı istenmeyen değerlere ulaşabilir.
Kılıf seçimi ve teknik detaylar, uygulamanızın gereksinimlerine göre dikkatlice değerlendirilmelidir. Doğru kılıf tipi ve uygun termal tasarım, regülatörün performansını ve ömrünü önemli ölçüde etkiler.
Nasıl Çalışır?
Voltaj regülatörleri, değişken veya dalgalanan bir giriş voltajını sabit bir çıkış voltajına dönüştürür. AMS1117, düşük düşümlü bir regülatör olduğundan, giriş voltajının çıkış voltajından sadece yaklaşık 1V daha yüksek olması yeterlidir. Örneğin, 3.3V çıkış elde etmek için en az 4.3V giriş voltajı gereklidir.
Kullanım Alanları
- Mikrodenetleyici Projeleri: Arduino veya Raspberry Pi gibi platformlarda, sensörler ve modüller için gerekli olan farklı voltaj seviyelerini sağlamak için kullanılır.
- Güç Kaynakları: Sabit ve temiz bir voltaj çıkışı gerektiğinde, özellikle adaptörlerde ve şarj cihazlarında.
- Telekomünikasyon Cihazları: Hassas elektronik bileşenlerin stabil bir voltajla beslenmesi gereken uygulamalarda.
- Endüstriyel Kontroller: Otomasyon sistemlerinde ve kontrol devrelerinde güvenilir bir voltaj regülasyonu sağlar.
Bağlantı ve Kullanım İpuçları
- Kondansatör Kullanımı: Giriş ve çıkış pinlerine bağlanacak olan uygun değerlerde (genellikle 10μF ve 100nF) kondansatörler, voltaj dalgalanmalarını ve gürültüyü azaltır.
- Isı Yönetimi: Yüksek akımlarda veya giriş-çıkış voltaj farkının büyük olduğu durumlarda, regülatör ısınabilir. Isı dağılımını sağlamak için uygun bir soğutucu kullanılmalıdır.
- Doğru Pin Bağlantısı: AMS1117 genellikle üç pine sahiptir: Giriş (VIN), Toprak (GND) ve Çıkış (VOUT). Veri sayfasına göre doğru şekilde bağlantı yapılmalıdır.
Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Giriş Voltajı Sınırları: Maksimum giriş voltajı genellikle 15V civarındadır, ancak modeline göre değişebilir. Veri sayfasından kesin değerler kontrol edilmelidir.
- Akım Sınırlamaları: 1A üzerindeki akımlar için tasarlanmamıştır. Daha yüksek akım gereksinimleri için farklı regülatörler kullanılmalıdır.
- Termal Koruma: Aşırı sıcaklıklarda çalıştırmaktan kaçınılmalıdır, çünkü bu performansı olumsuz etkileyebilir ve bileşenin ömrünü kısaltabilir. Gerekirse ek soğutucu kullanılan kılıf tipine göre uygulanabilir.
| Parametre | Tür | Koşullar | Min | Tipik | Maks | Birimler |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Referans Voltajı (Not 2) | AMS1117 | IOUT = 10 mA, 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 1.2125 | 1.250 | 1.2875 | V |
| Çıkış Voltajı (Not 2) | AMS1117-1.5 | VIN = 3V | 1.455 | 1.500 | 1.545 | V |
| AMS1117-1.8 | VIN = 3.3V | 1.746 | 1.800 | 1.854 | V | |
| AMS1117-2.5 | VIN = 4V | 2.425 | 2.500 | 2.575 | V | |
| AMS1117-2.85 | VIN = 4.35V | 2.7645 | 2.850 | 2.9355 | V | |
| AMS1117-3.3 | VIN = 4.8V | 3.201 | 3.300 | 3.399 | V | |
| AMS1117-5.0 | VIN = 6.5V | 4.850 | 5.000 | 5.150 | V | |
| Hat Regülasyonu | AMS1117 | 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.015 | 0.035 | 0.2 | % |
| AMS1117-1.5 | 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.3 | 0.6 | 5 | mV | |
| AMS1117-1.8 | 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.3 | 0.6 | 5 | mV | |
| AMS1117-2.5 | 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.3 | 0.6 | 6 | mV | |
| AMS1117-2.85 | 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.3 | 0.6 | 6 | mV | |
| AMS1117-3.3 | 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.5 | 1.0 | 10 | mV | |
| AMS1117-5.0 | 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.5 | 1.0 | 10 | mV | |
| Yük Regülasyonu (Notlar 2, 3) | AMS1117 | (VIN - VOUT) = 1.5V, 10mA ≤ IOUT ≤ 0.8A | 0.1 | 0.2 | 0.4 | % |
| AMS1117-1.5 | VIN = 3V, 0 ≤ IOUT ≤ 0.8A | 3 | 6 | 20 | mV | |
| AMS1117-1.8 | VIN = 3.3V, 0 ≤ IOUT ≤ 0.8A | 3 | 6 | 20 | mV | |
| AMS1117-2.5 | VIN = 5V, 0 ≤ IOUT ≤ 0.8A | 3 | 6 | 20 | mV | |
| AMS1117-2.85 | VIN = 4.35V, 0 ≤ IOUT ≤ 0.8A | 3 | 6 | 20 | mV | |
| AMS1117-3.3 | VIN = 4.75V, 0 ≤ IOUT ≤ 0.8A | 3 | 7 | 25 | mV | |
| AMS1117-5.0 | VIN = 6.5V, 0 ≤ IOUT ≤ 0.8A | 5 | 10 | 35 | mV | |
| Düşme Voltajı (VIN - VOUT) | AMS1117-1.5/-1.8/-2.5/-2.85/-3.3/-5.0 | ∆VOUT, ∆VREF = %1, IOUT = 0.8A (Not 4) | 1.1 | 1.3 | V | |
| Akım Limiti | AMS1117-1.5/-1.8/-2.5/-2.85/-3.3/-5.0 | (VIN - VOUT) = 1.5V | 900 | 1,100 | 1,500 | mA |
| Minimum Yük Akımı | AMS1117 | (VIN - VOUT) = 1.5V (Not 5) | 5 | 10 | mA | |
| Boşta Akım | AMS1117-1.5/-1.8/-2.5/-2.85/-3.3/-5.0 | (VIN - VOUT) = 1.5V | 5 | 11 | mA | |
| Dalgacık Rejeksiyonu | AMS1117 | f = 120Hz, COUT = 22µF Tantalum, IOUT = 1A, (VIN-VOUT) = 3V, CADJ = 10µF | 60 | 75 | dB | |
| AMS1117-1.5/-1.8/-2.5/-2.85 | f = 120Hz, COUT = 22µF Tantalum, IOUT = 1A, VIN = 4.35V | 60 | 72 | dB | ||
| AMS1117-3.3 | f = 120Hz, COUT = 22µF Tantalum, IOUT = 1A, VIN = 4.75V | 60 | 72 | dB | ||
| AMS1117-5.0 | f = 120Hz, COUT = 22µF Tantalum, IOUT = 1A, VIN = 6.5V | 60 | 68 | dB | ||
| Termal Regülasyon | AMS1117 | TA = 25°C, 30ms darbe | 0.008 | 0.04 | %W | |
| Ayar Pin Akımı | AMS1117 | IOUT = 10mA, 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 55 | 120 | µA | |
| Ayar Pin Akım Değişimi | AMS1117 | IOUT = 10mA, 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V | 0.2 | 5 | µA | |
| Sıcaklık Kararlılığı | 0.5 | % | ||||
| Uzun Vadeli Kararlılık | TA = 125°C, 1000 saat | 0.3 | 1 | % | ||
| RMS Çıkış Gürültüsü (% VOUT) | TA = 25°C, 10Hz ≤ f ≤ 10kHz | 0.003 | % | |||
| Termal Direnç | Tüm paketler | 15 | °C/W |
Sonuç
AMS1117, basit tasarımı ve güvenilir performansı ile elektronik projelerde vazgeçilmez bir bileşendir. Doğru kullanıldığında, cihazlarınızın ihtiyaç duyduğu stabil ve güvenli voltajı sağlayarak projelerinizin sorunsuz çalışmasına katkıda bulunur.
Doğukan Sahil