AMS1117 vs LM1117: какой LDO стабилизатор выбрать

AMS1117 или LM1117 — это сравнение, с которым сталкивается каждый разработчик 3,3-вольтовой шины, поскольку эти два компонента являются самыми распространёнными стабилизаторами с низким падением напряжения на платах мира и в бесчисленных модулях электронного рынка. LM1117 — это LDO от Texas Instruments с 3 выводами, регулируемый или фиксированный стабилизатор с низким падением напряжения, рассчитанный на диапазон 800 миллиампер, компонент с многодесятилетней историей в оригинальной линейке National Semiconductor. AMS1117 — это LDO от Advanced Monolithic Systems, аналогичный 3-выводной компонент, рассчитанный на диапазон 1 ампер, и именно он стоит за повсеместными дешёвыми 3,3-вольтовыми модулями, заполонившими любительский и производственный каналы. Оба компонента имеют корпус SOT-223 и во многом совпадают по распиновке, поэтому сравнение настолько распространено, а различаются они номинальным током, реальным падением напряжения и историей поставок, которую данное руководство рассматривает честно. В этом руководстве два компонента сравниваются по корпусу, току, падению напряжения, качеству, стоимости и областям применения, а также приводится правило выбора между ними, включая широко известные в сообществе предостережения относительно AMS1117.

Сравнение также честно в том смысле, в каком рынок редко бывает честным, поскольку популярность AMS1117 поставила под вопрос его качество, а сообщество потратило годы на обсуждение этого вопроса. Треды на Reddit и eevblog, в которых часто всплывает это сравнение, задают вопросы о том, насколько надёжен AMS1117 на самом деле, почему дешёвые модули выходят из строя и является ли семейство 1117 вообще правильным выбором для нового проекта, и ответы заслуживают прямого рассмотрения. Данное руководство предоставляет такое рассмотрение — инженерное сравнение двух компонентов и честный рассказ о репутации AMS1117, его отказах и предостережениях, которые он заслужил, чтобы разработчик делал выбор между LM1117 и AMS1117 на основе фактов, а не только цены, и рассматривал современные LDO, которые уже ушли вперёд всего семейства.

AMS1117 или LM1117: Основное сравнение

AMS1117 и LM1117 — это оба 3-выводные линейные стабилизаторы с низким падением напряжения, регулируемые или фиксированные, и основное различие между ними заключается в токе, наследии и поставках, а не в архитектуре. Оба компонента стабилизируют положительное выходное напряжение при несколько более высоком входном, оба доступны в фиксированных версиях, таких как 3,3 В и 5 В, и в регулируемой версии, устанавливаемой делителем напряжения на резисторах, и оба имеют классическое падение напряжения LDO примерно в вольт или более в практическом диапазоне. Различия заключаются в номинальных параметрах и источнике: LM1117 рассчитан на класс 800 миллиампер и поставляется от TI с зрелой документацией и долгой историей, тогда как AMS1117 рассчитан на класс 1 ампер и поставляется от AMS, и именно его стандартизировали ценово-ориентированные модули. Эти два компонента — не один и тот же кристалл под двумя названиями, это две реализации одного семейства LDO стандарта 1117, и сравнение отражает общий характер семейства и различные истории поставок двух компонентов.

Схема, которой требуется 3,3-вольтовая шина для нескольких сотен миллиампер, может использовать любой из компонентов, и тогда сравнение сводится к деталям: запас по току, падение напряжения в рабочей точке, корпус и распиновка на плате, качество конкретных экземпляров и стоимость. Оба компонента также имеют одинаковый корпус SOT-223 в наиболее распространённом исполнении, что делает сравнение практически применимым, поскольку плата, разведённая под один, как правило, вмещает и другой, а замена — это решение о поставках, а не о разводке. Поэтому руководство рассматривает сравнение именно в таком порядке: общее семейство, ток и падение напряжения, распиновка, качество и области применения, и завершается обзором поставок, чтобы разработчик воспринимал решение AMS1117 или LM1117 как многокритериальный выбор, которым оно и является.

Семейство LDO 1117 и положение двух компонентов в нём

Семейство 1117 — это 3-выводное семейство положительных LDO с большим местом в истории электроники, и LM1117 и AMS1117 находятся на двух его полюсах. Семейство ведёт родословную от National Semiconductor LM1117 — регулируемого и фиксированного стабилизатора с низким падением напряжения в корпусе SOT-223 и связанных корпусах, и индустрия воспроизвела его у различных производителей, при этом AMS1117 стал наиболее широко копируемой реализацией, особенно в китайской электронной экосистеме, где производятся дешёвые модули. Определяющими характеристиками семейства являются низкое падение напряжения для своего времени, опции регулируемого и фиксированного выходного напряжения, а также корпуса SOT-223 и TO-252, и эти характеристики сделали 1117 стабилизатором по умолчанию для 3,3 В и 5 В для огромного поколения плат. LM1117 и AMS1117 оба несут ДНК семейства, и сравнение между ними — это сравнение внутри семейства, оригинал от TI против наиболее распространённой копии на рынке, поэтому эти два названия фигурируют вместе в каждом обсуждении 1117.

Номинальный ток и напряжение отсечки: AMS1117 или LM1117

Номинальный ток — это первый показатель сравнения, и именно здесь два компонента расходятся в даташите. LM1117 имеет класс 800 миллиампер по данным TI, а AMS1117 заявлен как 1-амперный от AMS, поэтому заявленное число у AMS1117 больше, но практический показатель требует более внимательного подхода. Оба компонента теряют характеристики при нагреве, и напряжение отсечки всего семейства становится реальным ограничением: 1117-подобный компонент теряет примерно вольт при умеренном токе и больше при высоком, поэтому 3.3-вольтовая цепь от 5-вольтового входа имеет около 1.7 вольт запаса против напряжения отсечки более 1 вольта, и нагрев — это цена за больший ток. Ток, который плата может реально потреблять, определяется температурой перехода, тепловым путём SOT-223 и медью платы, а не номинальными значениями, и конструкция, работающая на 1117 около его предела, увеличивает разрыв между даташитом и реальностью. Поэтому сравнение по току — это оценка запаса, напряжения отсечки и тепловых характеристик вместе, и больший номинал AMS1117 не означает автоматически больший рабочий ток.

Напряжение отсечки заслуживает отдельного честного прочтения, потому что именно на эту характеристику семейства направлено внимание сообщества. Падение напряжения в даташите от десятков до нескольких сотен милливольт при малом токе возрастает до вольтового класса при высоком токе, а практическое напряжение отсечки дешёвых блоков AMS1117 может превышать даже эти значения, что является одной из причин вопросов о надёжности компонента. Название «низкопотребляющий» верно относительно более ранних регуляторов, но современный LDO потребляет несколько сотен милливольт при номинальном токе, а вольтовый диапазон отсечки 1117 больше не является стандартом низкого потребления, поэтому сообщество рекомендует не использовать компоненты 1117 в новых конструкциях при ограниченном запасе. Честная слабость семейства проявляется именно в напряжении отсечки, и сравнение представляет её прямо, без прикрас, потому что проектировщик, знающий напряжение отсечки до компоновки, защищает цепь от просадки при скачке нагрузки.

Почему LDO на 1 ампер может не обеспечить 1 ампер на практике

Ldo на 1 ампер часто не обеспечивает 1 ампер на практике, и причины — нагрев и напряжение отсечки. Рассеиваемая мощность — это разница входного и выходного напряжения, умноженная на ток, поэтому 3.3-вольтовая цепь от 5-вольтового входа при 1 ампере потребляет около 1.7 ватт, а SOT-223 в неподвижном воздухе отводит лишь малую часть этого тепла, прежде чем переход превысит допустимую температуру, поэтому рабочий ток при номинале 1 ампер — это лишь часть номинала без медной площадки платы и воздушного потока. Напряжение отсечки при высоком токе добавляется к требованиям, и компонент, у которого напряжение отсечки растёт сверх запаса при токе нагрузки, отсекается и следует за входом. Практический подход — снижать номинал 1117, как AMS1117, так и LM1117, до диапазона нескольких сотен миллиампер для SOT-223 и проектировать медную площадку и корпус под ватты, если цепь должна работать горячей. Номинал 1 ампер — это абсолютный предел, а не рабочая точка, и проектировщик, читающий тепловые характеристики перед цепью, читает реальный номинал компонента.

Распиновка и корпус: являются ли AMS1117 и LM1117 взаимозаменяемыми

Корпус и распиновка — это практическая половина сравнения, а SOT-223 делает два компонента такими часто взаимозаменяемыми. Оба выпускаются в SOT-223, трёхвыводном корпусе для поверхностного монтажа с большим теплоотводом, и положение выводов и теплоотвода соответствуют семейным стандартам в общих версиях, поэтому плата, разведённая под SOT-223 LM1117, обычно принимает SOT-223 AMS1117, и наоборот. Замена не автоматическая, потому что распиновка должна быть проверена для точного варианта и корпуса, но стандартизация семейства — причина, по которой AMS1117 и LM1117 появляются на одних и тех же платах и в одних и тех же модулях, и причина того, что сравнение является вопросом сорсинга, а не компоновки для платы со стандартным SOT-223. Посадочное место — это физический мост между двумя компонентами, и это первый факт, который приводит сравнение.

Предостережение, связанное с распиновкой, — это правило проверки, потому что семейство 1117 имеет свои варианты, и характеристики могут отличаться у разных производителей. Проектировщик проверяет порядок выводов, вход, выход и регулировочный или общий вывод по даташиту точной детали и точного корпуса, прежде чем доверять замене, и проверяет подключение теплоотвода, потому что теплоотвод несёт выход в стандартном SOT-223 и тепловой путь в каждом корпусе. TO-252 и другие версии корпусов имеют собственную распиновку, и плата, использующая корпус, отличный от SOT-223, проверяет этот корпус отдельно. Взаимозаменяемость реальна в пределах стандартного SOT-223, и проверка — это малая дисциплина, которая делает её безопасной, потому что одинаковость семейства — сильное правило с необходимостью взглянуть на даташит.

Посадочное место SOT-223 и вопрос прямой замены

Посадочное место SOT-223 делает вопрос прямой замены практичным, потому что оба компонента устанавливаются на одинаковую 3-выводную контактную площадку с большим теплоотводом. Посадочное место — это стандартная 4-контактная конфигурация, три вывода и теплоотвод, а AMS1117 и LM1117 в их обычных формах SOT-223 располагают вход, выход и регулировочный или общий вывод в одинаковом порядке на этих контактах, поэтому плата принимает оба, и рефловый процесс следует тому же профилю. Прямая замена реальна для платы, выбравшей стандартную форму SOT-223, и это причина, по которой проектировщик может оценить оба компонента на одной плате, а покупатель может закупить любой из них. Прямая замена — это не обещание, это соглашение, и соглашение действует для стандартной формы и проверяется для варианта, что является честным способом сформулировать взаимозаменяемость SOT-223. Посадочное место — это мост, а проверка — это плата за него.

Качество, стоимость и надёжность: спор вокруг AMS1117

Репутация AMS1117 — наиболее спорная тема сравнения, и честный вывод таков: надёжность компонента варьируется в зависимости от источника и схемотехники гораздо сильнее, чем у LM1117. AMS1117 — это основа самых дешёвых модулей на 3.3 В, и качество этих модулей и компонентов в них охватывает широкий диапазон — от приемлемых экземпляров производства AMS до неотличимых копий, к которым приводит ценовая гонка, и разница проявляется в dropout, стабильности и отказах, о которых сообщает сообщество. LM1117 от TI несёт зрелый техпроцесс и задокументированное качество, его цена выше, и дополнительные затраты обеспечивают стабильность, которую канал товарных AMS1117 не гарантирует. Спор реален, и справедливое резюме таково: LM1117 покупает качество, а AMS1117 покупает цену, при этом надёжность конкретной партии AMS1117 зависит от источника, поэтому верификация AMS1117 — ответственность покупателя.

Результаты исследований надёжности, о которых сообщает сообщество, заслуживают прямого изложения, поскольку они формируют выбор. Темы и отчёты об отказах описывают AMS1117, выходящий из строя под нагревом, компоненты с ранним dropout, модули, умирающие под нагрузкой, и детали, у которых dropout и стабильность отклоняются от даташита, и общая тема — это источник, движимый ценой, а не сама схемотехника, потому что AMS1117 от настоящего AMS или квалифицированного поставщика ведёт себя иначе, чем неотличимая копия от безымянного источника. Ответ инженера — обращаться с AMS1117 как с любым товарным компонентом: проверить источник, протестировать партию и снизить нагрузку в расчёте. Ответ покупателя — ожидать, что самый дешёвый экземпляр несёт риск. Сравнение излагает это честно, потому что дизайнер, знающий репутацию AMS1117, закупает его как товар, каковым он является, и оставляет LM1117 для шины, которая должна работать безупречно.

Как отличить хороший AMS1117 от плохого

Отличить хороший AMS1117 от плохого — это дисциплина верификации, которую требует товарный канал, и она строится на проверках, которые серия уже описала. Покупайте у источника, который может идентифицировать настоящего производителя и партию, и верифицируйте компонент по маркировке настоящего AMS или квалифицированного поставщика, потому что копии перенимают маркировку, а качество определяется источником. Тестируйте партию: dropout под нагрузкой, стабилизацию, ток и температурное поведение — в сравнении с даташитом и шиной схемы, потому что хороший AMS1117 держит спецификацию, а слабая копия дрейфует под нагрузкой. Снижайте нагрузку в расчёте: держите ток значительно ниже заявленного 1 ампера, обеспечьте запас по dropout и отводите тепло, потому что тепловая реальность SOT-223 применима к хорошему компоненту так же, как и к плохому. И для второго источника — держите LM1117 или квалифицированную альтернативу как резерв для шины, где товарный компонент не должен подводить. Дисциплина одинакова для любого товарного компонента, и AMS1117 заслуживает её своим местом в ценовой гонке — это честный вердикт спора.

Когда выбирать LM1117

Выбирайте LM1117, когда шина должна работать безупречно, потому что компонент TI несёт зрелый техпроцесс, задокументированное качество и стабильные поставки, которые ценны для производственной шины. Выбирайте его для плат, где важна надёжность, для продуктов, которые отправляются потребителям, для шин, которые касаются пользователя или заказчика, и для схем, где разница между чистым поставщиком и товарной копией стоит своей цены. Выбирайте его, когда схема требует, чтобы даташит описывал компонент, dropout, тепловые характеристики и кривые применения, которые предоставляет документ TI, потому что документация — часть компонента. LM1117 — это ответ для шины, где качество на первом месте, и правило сравнения таково: позвольте компоненту TI владеть шиной, которая должна работать безупречно.

Выбор 1117 также несёт глубину сорсинга, потому что LM1117 и его семейство производятся десятилетиями, и рынок замен глубок. Пин-совместимые аналоги, варианты от других производителей и отечественные компоненты, копирующие семейство, покрывают сорсинг, и верификация — та же дисциплина, которую применяют руководства этого сайта везде. История LM1117 — это зрелая шина 3.3 В и задокументированное качество, и взгляд руководства совпадает: правильный компонент для важной шины, с глубоким семейством за спиной.

Когда выбирать AMS1117

Выбирайте AMS1117, когда цена за миллион единиц и повсеместность решают схему, потому что AMS1117 — самый дешёвый достойный LDO на 3.3 В и самый простой в закупке из китайской экосистемы в больших объёмах. Выбирайте его для плат с жёсткой ценой, модулей, хоббийных схем и продуктов, где шина — это несколько сотен миллиампер и риск приемлем против цены, и выбирайте его, когда источник квалифицирован, партия протестирована, а схема снижает нагрузку на компонент так, как того заслуживает товар. AMS1117 — это ответ для шины, где цена на первом месте, и правило сравнения таково: позвольте доступности владеть шиной, где инженер принимает товарный риск.

Выбор 1117 также читается как ответственность, потому что выбор AMS1117 — это выбор управления товаром. Покупатель квалифицирует источник, настоящего производителя, партию и тестирование, инженер снижает нагрузку по току, запасу и теплу, а схема верифицирует компонент на плате перед производством. История AMS1117 — это конкурентная по цене шина с верификацией покупателя как ценой сделки, и руководство заявляет прямо: компонент — отличный выбор, когда он закуплен и протестирован как товар, каковым он является, и рискованный, когда куплен как самая дешёвая позиция в списке. AMS1117 сохраняет своё место на рынке, потому что объёмы рынка реальны, и дизайнер, который обращается с ним честно, получает цену, не обжигаясь на неизвестной копии.

Проектирование шины 3,3 В на стабилизаторе LDO 1117

Проектирование шины 3,3 В на стабилизаторе LDO 1117 — это практический пример, который превращает цифры из даташита в работающую плату, и расчёты показывают, почему данное семейство одновременно популярно и требует снижения номинальных параметров. Возьмём типичную шину: входное напряжение 5 В и выходное напряжение 3,3 В при токе 500 мА. Проверка пропускной способности — это падение напряжения: при токе 500 мА падение напряжения в семействе 1117 составляет около 1,1–1,2 В для качественного экземпляра, а запас по напряжению равен разнице входного и выходного напряжений, примерно 1,7 В. Таким образом, входное напряжение 5 В превышает порог падения с запасом, и шина стабилизируется. Тепловая проверка — это настоящий ограничитель: рассеиваемая мощность равна разнице входного и выходного напряжений, умноженной на ток, то есть 1,7 В × 0,5 А ≈ 0,85 Вт. Тепловое сопротивление переход-окружающая среда корпуса SOT-223 составляет примерно 50–90 °С/Вт в зависимости от медного покрытия платы. Это означает, что температура перехода составляет 25 °С окружающей среды плюс 0,85, умноженное на сопротивление: при хорошем медном покрытии она будет низкой, а при маленькой контактной площадке — близкой к предельным 125 °С. Именно эти расчёты объясняют, почему маркировки 800 мА и 1 А на практике деградируют до реальных нескольких сотен миллиампер при использовании SOT-223 с падением напряжения 1,7 В. Это честное поведение, которое скрывается за таблицей максимальных значений в даташите.

Этот же практический пример демонстрирует решения по выбору конденсаторов и разводке платы, которые завершают построение шины. На входе требуется конденсатор ёмкостью около 10 мкФ, установленный вблизи входного вывода, для компенсации полного сопротивления источника и переходных процессов нагрузки. На выходе требуется конденсатор ёмкостью около 22 мкФ с низким ESR, как рекомендовано в даташите, поскольку устойчивость 1117 зависит от окна ESR выходного конденсатора, а рекомендуемый танталовый или электролитический конденсатор с низким ESR попадает в это окно. У регулируемой версии вместо фиксированного выходного напряжения используется резисторный делитель, который устанавливает выходное напряжение от опорного 1,25 В, при этом допуск делителя добавляется к допуску выходного напряжения. Разводка платы должна обеспечивать расположение входного и выходного конденсаторов у выводов, короткую дорожку от точки измерения и тихий заземляющий слой — это одинаковые требования для фиксированной и регулируемой версий. Практический пример — это путь от даташита к работающей шине, и по этому пути идут и AMS1117, и LM1117, и фиксированная, и регулируемая версии на одинаковом корпусе SOT-223.

Тепловой расчёт для шины 5 В в 3,3 В

Тепловой расчёт для шины 5 В в 3,3 В заслуживает подробных цифр, поскольку именно он определяет реально достижимый ток. При нагрузке 0,5 А рассеиваемая мощность составляет 0,85 Вт, а при нагрузке 1 А — 1,7 Вт, поскольку обе величины масштабируются одинаковым падением 1,7 В. Переменной является тепловое сопротивление переход-окружающая среда корпуса SOT-223: на минимальной контактной площадке в неподвижном воздухе оно может достигать примерно 80 °С/Вт, что при рассеивании 1 А даёт температуру перехода около 25 + 136 °С, что превышает предел 125 °С. При том же сопротивлении рассеивание 0,5 А даёт температуру перехода около 25 + 68, примерно 93 °С — в пределах нормы, но с нагревом. Увеличение медного покрытия платы, к которому привязана площадка SOIC-223, может вдвое снизить сопротивление, поэтому тот же экземпляр на 1 А работает при 60–70 °С на плате с богатым медным покрытием. Именно поэтому реально достижимый ток так сильно варьируется в зависимости от разводки. Проектировщик смотрит на цифры при своём токе, своей температуре окружающей среды и своей толщине меди, а не на номинал с маркировки, и сохраняет запас, который показывает тепловая модель из даташита. Этот расчёт — рабочая сторона «1 ампера», который несут маркировки AMS1117 и LM1117, и это та цифра, которую использует тепловое проектирование.

Измерение падения напряжения и стабилизации на стенде

Измерение падения напряжения и стабилизации стабилизатора 1117 на стенде — это процедура, которая разделяет качественные экземпляры от слабых, и это та верификация, которую требует репутация AMS1117. Подключите регулируемый лабораторный источник питания ко входу, электронную нагрузку к выходу и мультиметр параллельно выходу. Затем измерьте падение напряжения: установите ток нагрузки, уменьшайте входное напряжение до тех пор, пока выходное напряжение не упадёт на определённую величину, обычно на 100 мВ ниже номинального, и считайте входное напряжение в этот момент — это и есть падение напряжения (входное минус выходное). Промерьте диапазон токов от нескольких миллиампер до номинала и запишите кривую падения напряжения, потому что качественный 1117 сохраняет падение напряжения порядка вольта во всём диапазоне, а слабая копия растёт быстрее и проседает раньше. Затем измерьте нагрузочную регулировку: поддерживайте входное напряжение и изменяйте нагрузку от нуля до номинала, записывая изменение выходного напряжения. Измерьте также сетевую регулировку: поддерживайте нагрузку и изменяйте входное напряжение. Оба параметра показывают, насколько хорошо микросхема удерживает шину. Измерения на реальном LM1117 и на дешёвом AMS1117 часто рассказывают то, что умалчивают даташиты: у дешёвого экземпляра падение напряжения выше, а стабилизация слабее при рабочем токе. Именно эту разницу призвана обнаружить проверка источника в данном руководстве.

Стендовые измерения также подтверждают точное напряжение шины, которое требуется плате, поскольку цифры в даташите и реальность платы различаются в допусках. Установитеcandidate на плату, которая пойдёт в производство, и измерьте выходное напряжение при наихудшем случае нагрузки и входного напряжения по проекту: просадку под нагрузкой, пульсации при нагрузке и поведение при температуре, которую видит изделие. Сравните результаты со спецификацией шины. Измерение в рабочей точке — это арбитр всего выбора, потому что микросхема, которая проходит проверку по даташиту и не проходит наихудший случай платы, — это микросхема, которой проектирование доверять не может, а запись измерений — это доказательство, которое несёт документ об изменениях. Стендовая процедура одинакова для фиксированной и регулируемой версий, с учётом допуска делителя в точности регулируемой версии. Это процедура, которая превращает выбор между AMS1117 и LM1117 из маркировки в измеренное решение. Измерение — это честное завершение даташита, и именно от него зависит надёжность шины.

Режимы отказа 1117 и их проявления

Режимы отказа 1117 — это именованные симптомы, стоящие за осторожностью сообщества, и их распознавание указывает разработчику, где находится неисправность. Первый и наиболее распространённый — это тепловая защита, которая срабатывает, когда рассеиваемая мощность (падение напряжения, умноженное на ток) толкает переход за его номинал, а тепловая защита микросхемы циклирует выход, так что шина «отмирает» в виде регулярного импульса вкл-выкл, который осциллограф показывает как «распиливание» сигнала, и решение — меньший ток, меньшее падение или улучшенный тепловой отвод. Второй — это потеря стабилизации, которая происходит, когда входное напряжение проседает к выходному плюс dropout, и выход следует за входом, так что шина 3.3 В, которая должна держаться, читается ниже номинала, а пульсации отслеживают источник, и решение — запас по напряжению или LDO с меньшим dropout. Третий — это генерация, которая происходит, когда ESR выходного конденсатора находится за пределами окна стабильности или проводка слишком длинная, и на выходе появляется высокочастотная пульсация или низкочастентный дрейф, которые выявляет осциллограф, и решение — правильный конденсатор и короткие дорожки. Четвёртый — это просадка при скачке нагрузки, которая происходит, когда ток приближается к реальному пределу микросхемы и dropout съедает запас, и шина проваливается при скачке и медленно восстанавливается, и решение — снижение номинала и запас. Каждый режим имеет свою сигнатуру и решение, и сигнатура — это то, что показывает измерение на стенде.

Режимы отказа также отражают репутацию AMS1117, потому что дешёвые экземпляры отказывают в тепловом режиме и режиме dropout чаще, чем номинальные компоненты, и сообщения в сообществе — это те же симптомы, которые описаны в этом руководстве. Модуль, умирающий под нагрузкой, выход, дрейфующий, и компонент, не способный выдать заявленный ток — это тепловой режим и режим dropout в действии, и общая причина — источник, обусловленный ценой, и пограничный дизайн, а не само семейство, потому что настоящий AMS1117, работающий в пределах реального снижения номинала, ведёт себя как положено. Ответ инженера — снижать номинал, проверять партию и сохранять запас, а ответ покупателя — закупать компонент у поставщика, который может назвать реального производителя, что является дисциплиной, изложенной в разделе сравнения. Режимы отказа — это диагностическая сторона сравнения AMS1117 и LM1117, и понимание их удерживает шину от тихой смерти в поле, что и является практической ценностью диагностической части этого руководства.

Входные и выходные конденсаторы: подбор для обеспечения стабильности

Подбор конденсаторов для 1117 — это деталь, которую даташит указывает, а поле забывает, и она определяет стабильность шины. Способность 1117 поддерживать стабильный выход зависит от ESR выходного конденсатора, потому что внутренняя компенсация предполагает конденсатор в определённом окне ESR, и рекомендованный в даташите выходной конденсатор — танталовый с низким ESR или электролитический с низким ESR класса 10–22 микрофарад — помещает ESR внутрь окна, тогда как конденсатор с слишком низким или слишком высоким ESR может вогнать микросхему в генерацию, описанную в разделе режимов отказа. Современные керамические выходные конденсаторы — это загвоздка, потому что их ESR намного ниже традиционного окна, и более старая компенсация 1117 может их не принимать, хотя многие новые и скопированные микросхемы терпимы к керамике, поэтому разработчик читает конкретное заявление о стабильности в даташите перед выбором выходного конденсатора. Входной конденсатор — более простой выбор, электролитический класса 10 микрофарад, установленный близко к входному выводу для поддержания импеданса источника и подавления переходных процессов, а керамический входной конденсатор добавляет высокочастотный байпас. Информация о конденсаторах — это половина стабильности шины, и это та половина, которую несут и топология, и перечень материалов.

Подбор конденсаторов также учитывает снижение номинала, которое несут керамические компоненты, потому что значение на этикетке — это не значение на шине. Керамический X5R 22 микрофарад при 3.3 В и постоянном смещении шины обеспечивает долю своей номинальной ёмкости, иногда половину или меньше, потому что ёмкость керамики collapse при росте приложенного напряжения, поэтому эффективное значение на шине — это то, что видит стабильность, а не этикетка. Разработчик смотрит кривую DC-bias конденсатора из его даташита, подбирает керамику под эффективное значение или использует танталовый конденсатор, ёмкость которого остаётся близкой к номиналу. Вывод настройки регулируемой версии также требует небольшого байпасного конденсатора там, где его рекомендует даташит, чтобы поддерживать опорное напряжение в чистоте. Тантал держит своё значение и окно ESR за счёт более высокой цены и истории дефицита, тогда как керамика дешевле и более доступна, но обеспечивает сниженное значение и низкий ESR, который стабильность микросхемы должна принять, поэтому выбор между ними — это компромисс между ценой и стабильностью, который разрешает конкретный даташит. Информация о конденсаторах и снижении номинала завершает проектирование шины, и это та деталь, которая держит 1117 тихо работающим на плате, что и является практическим завершением разобранного примера в этом руководстве.

Вопрос современных LDO и альтернативы

Сравнение AMS1117 или LM1117 — это также вопрос о месте этого семейства, поскольку современные LDO вышли за рамки возможностей 1117, а дискуссии в сообществе «прекратите использовать 1117 в новых проектах» указывают именно на это. Современный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения обеспечивает падение всего в несколько сотен милливольт при номинальном токе, тогда как семейство 1117 теряет более вольта при максимальной нагрузке, при этом современные компоненты обеспечивают меньший ток покоя, лучшую стабильность и улучшенные тепловые характеристики благодаря новым технологическим процессам. Проект, в котором требуется 3.3 В от 5 В шины с малым запасом, выбирает современный LDO вместо 1117, а проект, требующий минимального тока покоя для батарейного питания, выбирает современный маломощный компонент. Семейство 1117 остаётся правильным выбором для плат и шин, которые уже его используют, и честная рекомендация руководства заключается в том, что новый проект должен проверить современные LDO перед тем, как по умолчанию использовать 1117, поскольку семейство, которое заполнило 3.3 В шины мира, больше не является стандартом с малым падением или малым током.

Альтернативный взгляд также касается замены и сорсинга, поскольку современные LDO и пин-совместимые аналоги семейства 1117 оба принадлежат к цепочке поставок. Плата, которая должна сохранить посадочное место SOT-223, может заказать LM1117, AMS1117 от квалифицированного поставщика или отечественный компонент семейства 1117, а плата, которая может изменить посадочное место, может использовать современные LDO, которые лучше обслуживают ту же 3.3 В шину. Сравнение, таким образом, завершается тем же методом, который использовала серия: выбирайте исходя из требований шины, проверяйте компонент и поставщика и сохраняйте перспективу замены, поскольку цена LDO, качество и история поставок — всё это существует рядом с даташитом. Дизайнер, который рассматривает сравнение AMS1117 или LM1117 таким образом, выбирает компонент для шины, бюджета и проверенного поставщика, и этот выбор является рабочим решением, которое принимают и схема, и плата.