Kondensatoren für AMS1117 zur Regulierung von 5 V bis 3,3 V

Der 1117 wurde von vielen Herstellern geklont. Wenn sie nur von Tanatal sprechen (wie AMS), haben sie im Allgemeinen wahrscheinlich ein altes Datenblatt von jemand anderem kopiert. Schauen Sie in das Datenblatt anderer (außer AMS). Zum Beispiel hat der LM1117 von TI mehr Details:

Ausgangskondensator: Der Ausgangskondensator ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Reglerstabilität und muss die erforderlichen Bedingungen sowohl für die Mindestkapazität als auch für den ESR (Equivalent Series Resistance) erfüllen. Die vom LM1117-N benötigte minimale Ausgangskapazität beträgt 10 µF, wenn ein Tantalkondensator verwendet wird. Jede Erhöhung der Ausgangskapazität verbessert lediglich die Schleifenstabilität und das Einschwingverhalten. Der ESR des Ausgangskondensators sollte zwischen 0,3 Ω - 22 Ω liegen. Im Fall des einstellbaren Reglers ist bei Verwendung des CADJ eine größere Ausgangskapazität (22 µf Tantal) erforderlich.

Und ja, der Ausgangskappen-ESR ist entscheidend für die Stabilität von LDOs, nicht nur die Kapazität. (Schauen Sie im LDO-Tag nach einigen aktuellen Beispielen vor Ort; dieses hat insbesondere Scope-Spuren.) Das NCP1117-Datenblatt ist in dieser Hinsicht am hilfreichsten:

Die Frequenzkompensation für den Regler wird durch den Kondensator Cout bereitgestellt und seine Verwendung ist zwingend erforderlich, um die Ausgangsstabilität zu gewährleisten. Ein Mindestkapazitätswert von 4,7 µF mit einem äquivalenten Serienwiderstand (ESR) innerhalb der Grenzen von 33 mΩ (typisch) bis 2,2 Ω ist erforderlich. Siehe Abbildungen 12 und 13. Der Kondensatortyp kann ein Keramik-, Tantal- oder Aluminium-Elektrolytkondensator sein, solange er den minimalen Kapazitätswert und die ESR-Grenzwerte über den gesamten Betriebstemperaturbereich der Schaltung erfüllt. Höhere Werte der Ausgangskapazität können verwendet werden, um die Schleifenstabilität und das Einschwingverhalten zu verbessern, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass das Ausgangsrauschen reduziert wird.

[Hervorhebung von mir]. Dieses Datenblatt enthält schöne Diagramme, die die gegenseitige Abhängigkeit dieser beiden Ausgangskappenparameter (ESR und Kapazität) zeigen:

Jetzt sagt das AMS1117-Datenblatt nichts über ESR aus, also können Sie glauben, dass ihr Gerät göttlich ist und trotzdem nicht schwingt, aber ich bezweifle eher, dass dies tatsächlich der Fall ist. Das ist übrigens alles, was sie sagen:

Das in der AMS1117-Serie verwendete Schaltungsdesign erfordert die Verwendung eines Ausgangskondensators als Teil der Gerätefrequenzkompensation. Die Zugabe von 22 µF festem Tantal am Ausgang gewährleistet Stabilität unter allen Betriebsbedingungen. Wenn der Einstellanschluss mit einem Kondensator umgangen wird, um die Brummunterdrückung zu verbessern, steigt die Anforderung an einen Ausgangskondensator. Der Wert von 22µF Tantal deckt alle Fälle der Umgehung des Einstellanschlusses ab. Ohne Umgehung des Einstellanschlusses können kleinere Kondensatoren mit gleich guten Ergebnissen verwendet werden. Um die Stabilität und das Einschwingverhalten dieser Geräte weiter zu verbessern, können größere Werte des Ausgangskondensators verwendet werden.

Nun bzgl

Tatsächlich empfiehlt "Erste Schritte mit STM32F030xx" die Verwendung eines 4,7-uF-Kondensators zwischen VCC und GND (zusätzlich zu einigen 100 nF), der nicht viel kleiner als der empfohlene ist.

Das ist für die Entkopplung des STM32F selbst

Darüber hinaus sollte jedes Stromversorgungspaar mit einem 100-nF-Filterkeramikkondensator und einem chemischen Kondensator von etwa 4,7 μF entkoppelt werden, der zwischen den Versorgungsstiften des STM32F030-Geräts angeschlossen ist. Diese Kondensatoren müssen so nah wie möglich an oder unter den entsprechenden Pins auf der Unterseite der Leiterplatte platziert werden.

Zwischen der MCU und dem Regler besteht möglicherweise eine nicht triviale Induktivität. Die Profis simulieren das Board in einem ziemlich teuren EM-Feldsimulator, um herauszufinden, wie viel genau. Wer sich das nicht leisten kann, muss sich an die Faustregeln aus den Datenblättern der IC-Hersteller halten.

Beachten Sie, dass es bei dieser EM-Simulation nur um die Wirkung der Platine geht, nicht um Dinge wie die Stabilität von Spannungsreglern. Und wenn Sie die beiden Chips und ihre Kappen sehr nahe beieinander platzieren, kann das Fehlen von Spureninduktivität / -widerstand zwischen ihnen tatsächlich ein Problem für die Stabilität des LDO sein: Die Kapazität, die es sieht, wächst (sieht Kappen parallel), aber der ESR fällt ab (Widerstände parallel). Das bewegt Sie im Diagramm in Abb. 12 oben nach links. Deshalb ersetzt letztlich nichts das eigentliche Prototyping.

Die MCU-Entkopplungskappen sind typischerweise 0,1 uf. Das ist 200-mal kleiner als die empfohlene Ausgangsobergrenze. Das sollte dir etwas sagen.

Da Sie in der Regel einen geregelten 5-V-Ausgang in der Nähe des 3,3-V-Eingangs (1 Zoll) haben, können Sie die Eingangskappe (gemeinsam mit der 5-V-Ausgangskappe) überspringen. Es wird jedoch dringend empfohlen, sich an etwas zu halten, das nahe an der empfohlenen Ausgangsobergrenze liegt. Es gibt selten eine Zeit, in der Sie es nicht einsetzen sollten.