Микросхемы стабилизаторы напряжения 3.6 вольт. Миниатюрные стабилизаторы напряжения

Случается, что на плате APM разных версий, особенно касается клона с HobbyKing, сгорает стабилизатор напряжения 3.3В. В статье собрал материал, как проверить его работоспособность.

Ранее Алексей Козин писал в своем дневнике на RCDesign.ru заметку под названием « ». Первым делом рекомендую почитать данную заметку.

Перепечатка материала Алексея Козина:

По непроверенным данным, считайте слухам в серии китайских клонов ардупилота «HKPILOT» есть «баг»
я говорю о «серии» но не о том что все платы такие, потому что первую партию они выпустили как ардупилот, американцы сделали им замечание что ардупилот зарегистрированый ттоварный знак, и хотя схему и код использовать можно но товарный знак — нельзя.

моему коллеге в руки попала одна из реализаций этой платы. в этом релизе производитель видимо не найдя стабилизатора питания 3,3вольта по бюджетной цене заменил его на функциональный аналог.
но на этом функциональном аналоге имелся дополнительный управляющий вход — включающий и выключающий регулятор. непонимаю ход мысли производителя печатной платы но вместо того чтобы завести управляющий пин на + или — питания в зависимости от типа используемой микросхемы — они вывели управление на программируемый выход центрального процессора…
и немного изменив прошивку получили оригинальное решение — тип регулятора используемого в плате можно выбирать из программного кода.
однако покупатели приобретая плату заменяют исходную устаревшую прошивку на свежую версию и.. получают неработающий или периодически неработающий контроллер

вобщем у кого проблемы с китайскими платами — смотрите куда идет 3 нога 3 вольтового стабилизатора если на gnd или +5 — это нормально если на процессор — придется либо заливать модифицированную прошивку либо резать дорожки…

замена tps79133 на max8877-33
особенностью регулятора max8877-33 в отличие от родного является то что 3 ножка должна быть подтянута к плюсу питания а не к gnd, поэтому ее не припаиваем, а отгибаем вверх и соединяем перемычкой с ножкой №1 Особенностью регулятора max8877-33

попутно попалось интересное решение как заменить 3,3V регулятор в версии 2.5.2 на доступный AMS1117-3.3V (или аналогичный)
Решение замены

еще один вариант замены родного стаба TPS79118 на 3.3v на XC6206.
Коряво, но без разреза дорожек. Решение предложил .
Решение замены от IceMiner

визуальные отличия двух версий плат: Отличия плат

собственно весьма часто спрашивают какая надежнее 2.5.2 или 2.5
ответить сложно и те и другие попадались с выгоревшими стабилизаторами, из тех плат что я покупал оригинальные и рцтаймеровские все без нареканий, низкого качества оказались платы hkpilot (похожи на апм 2.5.2) 2шт с браком из 3 купленных, коллеги жаловались на платы 2.5.2 купленные с гудлакбай, с жалобой на версию arduflyer 2.5 c рцтаймера.

оригинальный регулятор 3,3 вольта имеет маркировку PESI
его даташит
согласно документации
-он имеет выходной ток 100ма (этого более чем достаточно)
-он имеет защиту от перегрузки и перегрева
это означает что спалить его случайным замыканием невозможно — тем не менее случаев отказа достаточно много

слабости регулятора:
Input voltage range(2) −0.3 V to 6 V
это означает что
1. даже малейшее кратковременное обратное напряжение приложенное к нему на вход может вывести его из строя (например включение питающего разъема от регулятора наоборот)
2. подача питающего напряжения свыше 6 вольт моментально прожжет в нем дыру.

Андрей Сивохин:

Сгорел очередной стаб на 3.3 В, порылся в загашнике и нашел LM 317 L , регулируемый стабилизатор напряжения, обточил его немного на наждаке , подобрал напряжение и впаял. Все заработало и даже полетело, распиновка у него необычная: 1-управление, 2-выход, 3-вход.
Решение замены Андрея Сивохина

Если вы нашли ошибку на странице, то нажмите Shift + Enter или , чтобы уведомить нас.

Кажется, что с надежными 5-вольтовыми логическими схемами медлен­но, но настойчиво, начинают конкурировать схемы, созданные для ра­боты с номинальным напряжением источника питания 3.3 В. Доказано, что работа с более низким уровнем напряжения может повысить ско­рость, плотность компоновки элементов и к.п.д. Хотя не ясно, как мно­го 5-вольтовых логических схем будет сохранено в тех случаях, когда не требуются оптимальные эксплуатационные параметры, очевидно, что вычислительные системы ближайшего будущего будут содержать, по крайней мере, часть логических схем, работающих с напряжением пита­нияЗ,3 В. При этом перед разработчиками источников питания встает интересная задача - как преобразовать напряжение уже имеющегося встроенного 5-вольтового источник до величины 3,3 В.

Естественной реакцией, вероятно, было бы применение для этой цели ИИП. Однако расчет и опыт имеющихся ИИП показывает, что при работе с 5-ю вольтами на входе и токе в нагрузке около 5 А, нельзя ожидать к.п.д. много выше 70 %. Трудность состоит в том, что падения напряжения, связанные с работой коммутатора, фиксирующего диода и выпрямительными диодами составляют слишком большую долю от 5 В. Задача усложняется относительно большими значениями тока. Таким образом, когда учитываются дополнительные факторы, такие как элект­рические помехи и сложности схемы, становится естественным вернуть­ся к возможности использования линейного стабилизатора. Интересно, что к.п.д. линейного стабилизатора, используемого для преобразования от 5,0 В к 3,3 В и обозначаемого просто 5,0/3,3, доходит до 66 %. Видно, что если выбрать импульсный стабилизатор вместо линейного, можно в лучшем случае получить незначительное повышение к.п.д.

Дальнейшее рассмотрение показывает, что подойдет не любая схема линейного стабилизатора. Правильнее воспользоваться специальной раз­работкой, чтобы получить необходимое низкое падение напряжения при наихудших условиях, связанных с разбросом параметров схемы и темпе­ратурой. Линейный регулируемый стабилизатор 171083 фирмы Linear Technology с низким падением напряжения удовлетворяет требованиям преобразования напряжения от 5 В до 3,3 В. Приятной особенностью этой специализированной ИС является отсутствие нежелательного пове­дения при форсированных режимах работы (например, чрезмерная на­грузка) в пределах допустимого падения напряжения на ней. У некото­рых линейных стабилизаторов при таких обстоятельствах возникает колебательный переходной процесс или резкое повышение тока. Как по­казано на рис. 20.4, применение ИС L71083 для преобразования напря­жения от 5,0 В до 3,3 В оказывается очень простым. Источник, исполь­зующий эту ИС, может обеспечить в нагрузке ток 7.5 А, имеет защиту от коротких замыканий и чрезмерного повышения температуры.

Рис. 20.4. Использование специализированной ИС линейного стаби­лизатора для преобразования от 5 В до 3,3 В. Требование низкого падения напряжения препятствует использованию других ИС стаби­лизаторов. Llinear Technology Соф.

В настоящее время множество домашних устройств требуют подключения напряжения стабильной величины на 3 вольта, и нагрузочный ток 0,5 ампер. К ним могут относиться:

• Плееры.
• Фотоаппараты.
• Телефоны.
• Видеорегистраторы.
• Навигаторы.

Эти устройства объединены видом источника питания в виде аккумулятора или батареек на 3 вольта.

Как создать питание от бытовой сети дома, не тратя деньги на аккумуляторы или батарейки? Для этих целей не нужно проектировать многоэлементный блок питания, так как в продаже имеются специальные микросхемы в виде стабилизаторов на низкие напряжения.

Схема стабилизатора на 3 вольта

Изображенная схема выполнена в виде регулируемого стабилизатора, и дает возможность создания напряжения на выходе от 1 до 30В. Следовательно, можно применять этот прибор для питания различных устройств для питания 1,5 В, а также для подключения устройств на 3 вольта. В нашем случае устройство применяется для плеера, напряжение на выходе настроено на 3 В.

Работа схемы

С помощью изменяемого сопротивления устанавливается необходимое напряжение на выходе, которое рассчитывается по формуле: U вых=1.25*(1 + R2 / R1). Вместо регулятора напряжение применяется микросхема SD1083 / 1084. Без изменений применяются отечественные подобные микросхемы 22А / 142КРЕН 22, которые различаются током выхода, что является незначительным фактором.

Для нормального режима микросхемы необходимо смонтировать для нее маленький радиатор. В противном случае при малом напряжении выхода регулятор функционирует в токовом режиме, и значительно нагревается даже без нагрузки.

Монтаж стабилизатора

Прибор собирается на монтажной плате с габаритами 20 на 40 мм. Схема довольно простая. Есть возможность собрать стабилизатор без использования платы, путем навесного монтажа.

Выполненная готовая плата может разместиться в отдельной коробочке, либо прямо в корпусе самого блока. Необходимо в первую очередь настроить рабочее напряжение стабилизатора на его выходе, с помощью регулятора в виде резистора, а потом подсоединять нагрузку потребителя.

Переключаемый стабилизатор на микросхеме

Такая схема является наиболее легкой и простой. Ее можно смонтировать самостоятельно на обычной микросхеме LZ. С помощью отключения и включения сопротивления в цепи обратной связи образуется два различных напряжения на выходе. в этом случае нагрузочный ток может возрасти до 100 миллиампер.

Нельзя забывать про цоколевку микросхемы, так как она имеет отличие от обычных стабилизаторов.

Стабилизатор на микросхеме AMS 1117

Это элементарный стабилизатор с множественными фиксированными положениями регулировки напряжения 1,5-5 В, током до 1 ампера. Его можно монтировать самостоятельно на сериях — X.X (CX 1117 — X.X) (где XX - напряжение на выходе).

Есть образцы микросхем на 1,5 – 5 В, с регулируемым выходом. Они применялись раньше на старых компьютерах. Их преимуществом является малое падение напряжения и небольшие габариты. Для выполнения монтажа необходимы две емкости. Чтобы хорошо отводилось тепло, устанавливают радиатор возле выхода.

Ниже приведены сразу две схемы 3-х Вольтовых блоков питания .
Они собраны на разных элементах, а конкретную вы сможете выбрать сами, познакомившись с их особенностями и исходя из своих потребностей м возможностей.
На первом рисунке приведена простая схема блока питания на 3 В (ток в нагрузкеке 200 мА) с электронной защитой от перегрузки (Iз = 250 мА). Уровень пульсации выходного напряжения не превышает 8 мВ.

Для нормальной работы стабилизатора напряжение после выпрямителя (на диодах VD1...VD4) может быть от 4,5 до 10 В, но лучше, если оно будет 5...6 В, ≈ меньшая мощность источника теряется на тепловыделение транзистором VT1 при работе стабилизатора. В схеме в качестве источника опорного напряжения используется светодиод HL1 и диоды VD5, VD6. Светодиод является одновременно и индикатором работы блока питания.

Транзистор VT1 крепится на теплорассеивающей пластине. Как рассчитать размер теплоотводящего радиатора можно более подробно посмотреть .
Трансформатор Т1 можно приобрести из унифицированной серии ТН любой, но лучше использовать самые малогабаритные ТИ1-127/220-50 или ТН2-127/220-50. Подойдут также и многие другие типы трансформаторов со вторичной обмоткой на 5...6 В. Конденсаторы С1...СЗ типа К50-35.

Вторая схема использует интегральный стабилизатор DA1, но в отличие от транзисторного стабилизатора, приведенного на первом рисунке, для нормальной работы микросхемы необходимо, чтобы входное напряжение превышало выходное не менее чем на 3,5 В. Это снижает КПД стабилизатора за счет тепловыделения на микросхеме.

При низком выходном напряжении мощность, теряемая в блоке питания, будет превышать отдаваемую в нагрузку. Необходимое выходное напряжение устанавливается подстроечным резистором R2. Микросхема устанавливается на радиатор. Интегральный стабилизатор обеспечивает меньший уровень пульсации выходного напряжения (1 мВ), а также позволяет использовать емкости меньшего номинала.

С разных компьютерных плат, я их иногда применяю для стабилизации нужных напряжений в зарядках от сотовых телефонов. И вот недавно понадобился носимый и компактный БП на 4,2 В 0,5 А для проверки телефонов с подзарядкой аккумуляторов, и сделал так - взял подходящую зарядку, добавил туда платку стабилизатора на базе данной микросхемы, работает отлично.

И вот для общего развития подробная информация о данной серии. APL1117 это линейные стабилизаторы напряжения положительной полярности с низким напряжением насыщения, производятся в корпусах SOT-223 и ID-Pack. Выпускаются на фиксированные напряжения 1,2, 1,5, 1,8, 2,5, 2,85, 3,3, 5,0 вольт и на 1,25 В регулируемый.

Выходной ток микросхем до 1 А, максимальная рассеиваемая мощность 0,8 Вт для микросхем в корпусе SOT-223 и 1,5 Вт выполненных в корпусе D-Pack. Имеется система защиты по температуре и рассеиваемой мощности. В качестве радиатора может использоваться полоска медной фольги печатной платы, небольшая пластинка. Микросхема крепится к теплоотводу пайкой теплопроводящего фланца или приклеивается корпусом и фланцем с помощью теплопроводного клея.

Применение микросхем этих серий обеспечивает повышенную стабильность выходного напряжения (до 1%), низкие коэффициенты нестабильности по току и напряжению (менее 10 мВ), более высокий КПД, чем у обычных 78LХХ, что позволяет снизить входные напряжения питания. Это особенно актуально при питании от батарей.

Если требуется более мощный стабилизатор, который выдаёт ток 2-3 А, то типовую схему нужно изменить, добавив в нее транзистор VT1 и резистор R1.

Стабилизатор на микросхеме AMS1117 с транзистором

Транзистор серии КТ818 в металлическом корпусе рассеивает до 3 Вт. Если требуется большая мощность, то транзистор следует установить на теплоотвод. С таким включением максимальный ток нагрузки может быть для КТ818БМ до 12 А. Автор проекта - Igoran.

Обсудить статью МИНИАТЮРНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ