Curvas de área de operación segura (SOA) de voltaje y corriente de salida del módulo AMS1117 de 3,3 V y 5 V
Nuestros módulos reguladores de voltaje AMS1117 de 3,3 V y 5 V están clasificados para una corriente de salida máxima de 1 amperio. Sin embargo, es un regulador lineal, no un convertidor de conmutación. Esto significa que disipará mucho calor si se le pide que maneje una corriente más alta con una gran caída de voltaje.
Esto debe tenerse en cuenta en el diseño de su circuito, ya que el módulo no podrá lograr la salida completa de 1A cuando el diferencial de voltaje de entrada a salida es mayor que un par de voltios.
Hemos desarrollado estas curvas de área de operación segura (SOA) para ayudar en su diseño y ayudar a determinar si estos módulos reguladores de voltaje lineales son una solución adecuada para su aplicación.
AMS1117 Disipación de energía
La disipación de potencia del regulador de voltaje lineal AMS1117 se calcula mediante la fórmula:
Pd = (Vin - Vout)*Iout
donde Pd es la disipación de energía, Vin es el voltaje de entrada al módulo, Vout es el voltaje de salida del módulo e Iout es la corriente de salida.
Ingresando un par de números de ejemplo, suponga que desea usar un módulo AMS1117-5V para alimentar un dispositivo electrónico alimentado por USB de 5V desde una batería de automóvil de 12V, y su dispositivo requiere una corriente de 500 mA para funcionar.
La potencia disipada en el regulador AMS1117 sería:
Pd=(12V - 5V)*500mA
Pd = 7*0,5 = 3,5 W
La intuición me dice que disipar 3,5 W de un dispositivo pequeño y una placa de circuito va a ser un problema. ¿Pero cuánto de un problema?
AMS1117 Cálculos de temperatura máxima de unión
Refiriéndose a la hoja de datos AMS1117, la temperatura máxima de unión del dispositivo es de 125 grados C.
La temperatura de la unión se calcula usando la fórmula:
Tj = Ta(max) + Pd(Resistencia Térmica (unión-ambiente))
donde Tj es la temperatura de la unión, Ta es la temperatura ambiente máxima y Pd es la disipación de potencia definida anteriormente.
Basado en la Tabla 1 en la hoja de datos AMS1117, estimo que este módulo tiene una resistencia térmica (unión al ambiente) de aproximadamente 70 grados C por vatio.
Suponiendo una temperatura ambiente máxima de 25 °C, la corriente de salida máxima para el dispositivo se puede calcular mediante la fórmula:
125C = 25C + Pd(70C) o
100 = Pd*70
Resolviendo para Pd, la disipación de energía máxima del dispositivo a una temperatura ambiente de 25 °C no debe exceder 100/70 = 1,4 vatios.
Por lo tanto, en el ejemplo anterior (entrada de 12 V a salida de 500 mA), la disipación de energía de 3,5 W supera la clasificación máxima de 1,4 W y una opción diferente, como un convertidor reductor de conmutación, debe ser considerado.
Curvas SOA del módulo regulador de voltaje AMS1117
Dados estos datos, las curvas del área de operación segura (SOA) a continuación deberían proporcionar una indicación general de la corriente de salida máxima que puede esperar proporcionar para un voltaje de entrada dado tanto para el AMS1117-5 de 5 V como para el AMS1117-3.3 de 3,3 V módulos a 25 grados C de temperatura ambiente. Por encima de 25 °C, será necesario reducir aún más la potencia de los dispositivos o proporcionar refrigeración adicional. Por debajo de 25C, la corriente de salida se puede aumentar.
En conclusión, para maximizar la corriente de salida del módulo, utilice el voltaje de entrada mínimo posible para el mayor margen de seguridad. El dispositivo regulador AMS1117 puede funcionar con un voltaje diferencial de 1 V, por lo que para el módulo de salida de 5 V, la entrada de 6 o 6,5 V sería la mejor opción, o una entrada de 4,5-5 V si está utilizando el módulo de salida de 3,3 V.
Descargo de responsabilidad:
Estas curvas se basan en la temperatura máxima de la unión y los cálculos de resistencia térmica, y no se han verificado mediante pruebas. La resistencia térmica del dispositivo instalado en este módulo se ha estimado utilizando datos de la hoja de datos AMS1117, pero no se ha validado mediante pruebas. Su millaje real puede variar.