Neuling: Überhitzungsregler LD1117 3,3 V (Eingangsspannung 5 V-2 A)

Du hast ein paar falsche Vorstellungen. Aber keine Sorge, viele Menschen werden durch diese Prinzipien verwirrt, wenn sie zum ersten Mal etwas über Elektronik lernen. Ich werde versuchen, die Missverständnisse aufzuklären und gleichzeitig Ihre spezifischen Fragen zu beantworten:

1) Ein Regler, der für 800 mA wirbt, bedeutet, dass er bis zu 800 mA ausgeben kann, ohne zu verbrennen. Dies bedeutet nicht, dass der Regler den Strom automatisch auf 800 mA begrenzt. Es bedeutet auch nicht, dass es immer 800 mA für jede Last liefert. Es gibt einfach den maximalen sicheren Strom an, zu dem der Regler in der Lage ist. Unter normalen Umständen sollte Ihre Schaltungslast weit weniger als das Maximum verwenden. Andernfalls benötigen Sie einen größeren Regler.

2) Der LD1117 ist ein Linearregler. Diese Arten von Reglern müssen eine geeignete Kapazität an den Ein- und Ausgängen haben. Andernfalls kann der Ausgang oszillieren und eine Reihe von Problemen nachgeschaltet in Ihrer Schaltung verursachen. Es wird auch dazu führen, dass der Messwert auf Ihrem Multimeter falsch ist, ohne dass Sie es wissen. Das Datenblatt für Ihr Teil sagt Ihnen, wie viel Kapazität und welcher Typ (Keramik, Aluminium usw.) verwendet werden soll. Hier ist ein Screenshot der empfohlenen Schaltung von STMicroeletronics LD1117:

3) Aus Ihrem Fritzing-Diagramm sieht es so aus, als hätten Sie die Amperemeter-Funktion Ihres Multimeters falsch verwendet. Amperemeter sind so konzipiert, dass sie in Ihrem Stromkreis "unsichtbar" erscheinen. Das heißt, die Schaltung verhält sich so, als wäre das Amperemeter nur ein Stück Draht. Sie haben den 3,3-V-Ausgang des Reglers über das Amperemeter wie folgt mit Masse verbunden:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Da das Amperemeter wie ein Stück Draht wirkt, entspricht dieses Schema:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}
Sehen Sie das Problem? Sie haben den 3,3-V-Ausgang direkt mit Masse kurzgeschlossen! Der Grund, warum Sie nur 3 A sehen, ist, dass die internen Komponenten des Reglers überhitzen und sich wie Widerstände verhalten. Wenn der LD1117 etwas bulliger wäre, würde er viel mehr als 3A ausgeben. Wenn der Regler eine ideale Spannungsquelle wäre, wäre Ihr Strom unendlich! Der geeignete Ort, um das Amperemeter anzubringen, ist hier:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

4) Es liegt nicht an Ihnen, dem Schaltungsdesigner, den Eingangsstrom auf die Last zu begrenzen. Die Last (der Arduino) zieht so viel Strom aus dem Regler, wie er zu einem bestimmten Zeitpunkt funktionieren muss. Und diese Stromaufnahme ändert sich, wenn der Arduino verschiedene Aufgaben erledigt. Wenn Sie versuchen, einen Strombegrenzer zu implementieren, wird dies wahrscheinlich zu einem Spannungsabfall führen und der Arduino wird zurückgesetzt oder blockiert.

Es ist unwahrscheinlich, dass ein Arduino mehr als 800 mA benötigt, um irgendetwas zu tun, also sollte dieser Regler in Ordnung sein. Unter normalen Umständen sollte ein Entwicklungsboard wie ein Arduino nur die 10er oder niedrigen 100er mA ziehen.

Wenn also der Regler überhitzt, gibt es zwei Möglichkeiten:

a) Der von Ihnen gewählte Regler kann die Stromaufnahme der Last nicht bewältigen. Wenn Sie beispielsweise versuchen, 50 LEDs mit einer Nennspannung von 20 mA mit Strom zu versorgen, würde Ihr LD1117 überhitzen, wenn er versucht, den Strom von 1 A zu drücken. In diesem Fall müssten Sie einen Regler mit einer höheren Stromkapazität wählen.

b) Etwas hat einen Masseschluss oder zieht mehr Strom als es sollte. Sie haben dies erlebt, indem Sie den Reglerausgang über die Amperemeter-Funktion Ihres Multimeters gegen Masse kurzgeschlossen haben. Es könnte auch bei einem falsch platzierten Draht, einer unbeabsichtigten Lötbrücke oder einer defekten Komponente passieren.

Das Problem, das Sie haben, ist offensichtlich (b) oben.

Sie messen den Kurzschlussstrom Ihrer Versorgung und Ihres Reglers. Sie haben Glück, dass mindestens eine der Versorgungen eine Strombegrenzung hat, um zu verhindern, dass ein sehr großer Strom gezogen wird, der Ihr Gerät sofort zerstören würde.

Messen Sie die Ausgangsspannung bei offenem Stromkreis bei einer Volteinstellung, nachdem Sie die anderen Kondensatorkomponenten hinzugefügt haben, die der Schaltkreis des Herstellers erfordert. Ohne sie kann es oszillieren, was eine Voltmetermessung bedeutungslos macht. Dadurch erhalten Sie die Spannung, hoffentlich 3,3 V, die Ihrem nachgeschalteten Schaltkreis zur Verfügung steht.

Schalten Sie Ihr Amperemeter in Reihe mit dem Reglerausgang und verbinden Sie die Last zwischen der anderen Amperemeterklemme und Masse. Dies gibt Ihnen den Strom, den Ihre Last aufnimmt. Sie würden beispielsweise erwarten, dass eine 6,6-Ohm-Last 500 mA aufnimmt.

Dem Datenblatt von ST zu LD1117 fehlen eher Informationen zum Kurzschlussverhalten, aber der Klon / die Variante von UTC zeigt, dass der Kurzschlussstrom etwa 1,8-2,2 A beträgt (und mit der Temperatur und der Eingangs-Ausgangs-Spannungsdifferenz variiert).

Ich nehme an, STs könnten auf 3A gehen (wenn es heiß wird), aber es gibt keine relevanten Informationen, die ich in ihrem Datenblatt finden kann .

Auch die LT-Variante dieses Reglers, dh LT1117, begrenzt den Kurzschlussstrom auf einen vernünftigeren Wert von 1 A (gesünder relativ zum maximalen normalen Betriebszustand von 800 mA).

Der Grenzstrom von TI für seinen LM1117 beträgt etwa 1,2-1,3 A:

Die Moral dieser [Teil der] Geschichte ist: Wenn Sie sich darauf verlassen wollen, dass der Regler den Strom begrenzt, müssen Sie sein Datenblatt sorgfältig lesen ... Selbst bei Beinahe-Klonen wie diesem 1117 kann es erhebliche Unterschiede zwischen den Herstellern geben.

Wie für

Wie begrenze ich den Eingangsstrom, damit ich meinen Regler nicht durchbrenne?

Der Regler wird wegen seines eingebauten Übertemperaturschutzes nicht [leicht] durchbrennen. (Sie müssen sich mehr Gedanken darüber machen, was es mit seinem hohen Kurzschlussstrom speist.)

Wenn Sie den Strom aber genauer begrenzen möchten, schlagen Sie nach „Präzisionsstrombegrenzer“, „einstellbare Strombegrenzung“ und ähnlichen Begriffen; Einige Regler haben diese eingebaut, aber es sind 5-Pin-Regler, z. B. LT1185 , NCV47701 . Sie können auch separate ICs hinzufügen, die meistens genau das tun (Strombegrenzung), z. B. LTC4415 (das ist eine ideale Diode, verhindert auch Rückspeisung und falsche/inverse Quellenverbindungen), oder bauen Sie Ihre eigenen mit diskreten ICs.