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ams11171.8引腳圖

來源:
2025-05-29
類別:基礎知識
eye 5
文章創建人 拍明芯城

AMS1117-1.8引腳圖及詳細功能解析

引言

AMS1117系列穩壓芯片作為電子工程領域最常用的低壓差線性穩壓器(LDO)之一,以其高穩定性、低功耗和寬電壓輸出范圍在工業控制、消費電子和通信設備中占據重要地位。其中,AMS1117-1.8作為固定輸出1.8V電壓的版本,憑借其精準的電壓調節能力和過載保護機制,廣泛應用于需要低電壓供電的微處理器、傳感器和無線模塊。本文將通過AMS1117-1.8的引腳定義、內部結構、工作原理、典型應用電路及設計注意事項,全面解析這一核心器件的技術特性。

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一、AMS1117-1.8芯片概述

AMS1117-1.8是AMS1117系列中的固定輸出電壓版本,專為提供1.8V穩定電壓而設計。其核心參數包括:

  • 輸出電壓精度:±2%(典型值),確保在負載變化和溫度波動下輸出電壓的穩定性;

  • 最大輸出電流:1A,可滿足中小功率設備的供電需求;

  • 輸入電壓范圍:4.6V至18V,推薦工作電壓為6V至12V,以保障壓差和效率;

  • 低壓差特性:在1A負載下壓差僅為1.2V,顯著低于傳統78系列穩壓器的2V至3V,適用于電池供電和低功耗場景;

  • 封裝形式:SOT-223和TO-252,前者適用于貼片工藝,后者適用于大電流需求。

該芯片采用三引腳設計,通過內部反饋電路和誤差放大器實現電壓調節,同時集成過熱保護和限流功能,確保在異常工況下的安全性。其高精度和低功耗特性使其成為低電壓電子設備的理想選擇。

二、AMS1117-1.8引腳圖及定義

AMS1117-1.8的引腳定義如下:


引腳號符號定義功能說明
1GND接地端芯片的公共接地參考點,連接系統地線,形成電流回路。
2VOUT輸出端提供穩定的1.8V電壓輸出,連接負載電路。
3VIN輸入端接收外部電源輸入,電壓范圍為4.6V至18V。


引腳圖說明

  • SOT-223封裝:引腳1位于芯片左側,引腳2位于右側中間,引腳3位于右側底部;

  • TO-252封裝:引腳1位于芯片左側,引腳2位于右側中間,引腳3位于右側底部,與SOT-223一致。

注意事項

  • 輸入端需連接至少10μF的鉭電容或電解電容,以濾除高頻噪聲和瞬態響應;

  • 輸出端需連接22μF的低ESR電容,確保穩定性并避免振蕩;

  • 接地端需與系統地線可靠連接,避免因接地不良導致電壓波動。

三、AMS1117-1.8內部結構與工作原理

AMS1117-1.8的內部結構由以下核心模塊組成:

  1. 帶隙基準源

    • 生成1.25V的穩定參考電壓,通過溫度補償設計使輸出電壓的溫度漂移系數小于100ppm/℃;

    • 采用正負溫度系數電壓抵消技術,確保參考電壓的長期穩定性。

  2. 誤差放大器

    • 將輸出電壓的反饋信號與參考電壓進行比較,生成控制信號;

    • 通過調整輸出晶體管的導通狀態,維持輸出電壓的穩定。

  3. 輸出晶體管

    • 由PNP驅動的NPN管組成,通過調整導通程度實現電壓調節;

    • 在大電流負載下壓差較小,確保低壓差狀態下的穩定性。

  4. 保護電路

    • 過熱保護:當芯片溫度超過140℃時,自動關閉輸出以防止損壞;

    • 限流保護:當輸出電流超過1.2A時,限制電流以保護負載和芯片;

    • 短路保護:在輸出端短路時自動切斷輸出,避免過流損壞。

工作原理

  • 輸入電壓通過VIN引腳進入芯片,經內部濾波和穩壓處理后輸出1.8V穩定電壓;

  • 誤差放大器實時監測輸出電壓,通過調整輸出晶體管的導通狀態維持電壓穩定;

  • 當負載變化或輸入電壓波動時,芯片通過反饋機制快速調整輸出,確保電壓精度在±2%以內。

四、AMS1117-1.8典型應用電路

1. 基礎應用電路

電路組成

  • 輸入電容:10μF鉭電容,濾除高頻噪聲;

  • 輸出電容:22μF低ESR電容,確保穩定性;

  • 負載:連接需要1.8V供電的電路模塊。

電路解析

  • 輸入電容C1連接在VIN和GND之間,抑制電源噪聲;

  • 輸出電容C2連接在VOUT和GND之間,減小輸出電壓紋波;

  • 負載通過VOUT引腳獲取穩定電壓,GND引腳連接系統地線。

應用場景

  • 為微處理器、傳感器和無線模塊提供1.8V穩定電壓;

  • 適用于電池供電設備,如便攜式醫療儀器和智能穿戴設備。

2. 反接保護電路

電路組成

  • 二極管D1:反向并聯在輸入端,防止電源反接;

  • 輸入電容C1和輸出電容C2:維持電壓穩定性。

電路解析

  • 當電源反接時,二極管D1導通,將電流旁路至GND,避免芯片損壞;

  • 正常工作時,二極管D1截止,不影響電路功能。

應用場景

  • 需要高可靠性的工業控制系統和消費電子產品。

3. 多電壓輸出電路

電路組成

  • 兩顆AMS1117-1.8芯片:分別輸出1.8V和3.3V電壓;

  • 輸入電容C1和C3:濾除高頻噪聲;

  • 輸出電容C2和C4:確保電壓穩定性。

電路解析

  • 第一顆AMS1117-1.8將輸入電壓轉換為1.8V,為低功耗模塊供電;

  • 第二顆AMS1117-3.3將輸入電壓轉換為3.3V,為高功耗模塊供電;

  • 兩顆芯片的GND引腳共地,形成統一的地線參考。

應用場景

  • 需要多電壓供電的復雜電子系統,如無人機飛控系統和智能攝像頭。

五、AMS1117-1.8設計注意事項

1. 輸入電壓選擇

  • 輸入電壓需高于輸出電壓至少1.3V,以確保穩壓效果;

  • 推薦輸入電壓為6V至12V,避免因壓差過小導致效率降低或過熱。

2. 電容選型

  • 輸入電容:選用10μF鉭電容或電解電容,ESR需小于1Ω;

  • 輸出電容:選用22μF低ESR電容,如鉭電容或陶瓷電容,ESR需小于0.5Ω;

  • 電容布局:輸入電容靠近VIN引腳,輸出電容靠近VOUT引腳,以減小寄生電感。

3. 散熱設計

  • 在大電流負載下,芯片會產生熱量,需通過PCB銅箔或散熱片散熱;

  • SOT-223封裝的熱阻為60℃/W,TO-252封裝的熱阻為40℃/W,需根據負載電流計算溫升。

4. 負載調整率

  • 當負載電流變化時,輸出電壓會發生波動,需通過反饋電路或電容濾波抑制;

  • 推薦負載電流范圍為10mA至1A,避免過載或輕載導致的不穩定。

5. 假貨識別

  • 假貨芯片的耐壓通常為6V至7V,電流僅為500mA左右,存在安全隱患;

  • 真品芯片的耐壓可達18V,電流為1.2A,需通過正規渠道購買。

六、AMS1117-1.8應用案例分析

1. 智能傳感器模塊供電

需求

  • 為溫濕度傳感器、光敏傳感器等模塊提供1.8V穩定電壓;

  • 傳感器模塊功耗低,需高精度和低噪聲的電源。

解決方案

  • 采用AMS1117-1.8將5V輸入電壓轉換為1.8V;

  • 輸入電容選用10μF鉭電容,輸出電容選用22μF陶瓷電容;

  • 通過PCB銅箔散熱,確保芯片在-40℃至125℃溫度范圍內正常工作。

效果

  • 傳感器模塊輸出信號穩定,誤碼率降低;

  • 電源噪聲小于10mV,滿足高精度測量需求。

2. 無線通信模塊供電

需求

  • 為藍牙模塊、WiFi模塊等無線通信模塊提供1.8V穩定電壓;

  • 無線模塊對電壓波動敏感,需快速響應的穩壓器。

解決方案

  • 采用AMS1117-1.8將3.3V輸入電壓轉換為1.8V;

  • 輸入電容選用10μF鉭電容,輸出電容選用22μF低ESR電容;

  • 通過反饋電路抑制負載突變導致的電壓波動。

效果

  • 無線模塊通信距離增加,誤碼率降低;

  • 電源效率提高,電池續航時間延長。

3. 便攜式醫療設備供電

需求

  • 為心率傳感器、血氧傳感器等便攜式醫療設備提供1.8V穩定電壓;

  • 設備需滿足醫療級安全標準,對電源可靠性要求高。

解決方案

  • 采用AMS1117-1.8將電池電壓轉換為1.8V;

  • 輸入電容選用10μF鉭電容,輸出電容選用22μF陶瓷電容;

  • 通過限流保護和過熱保護功能,確保設備在異常工況下的安全性。

效果

  • 設備測量精度提高,誤診率降低;

  • 電源可靠性提升,滿足醫療級安全標準。

七、AMS1117-1.8與同類芯片對比

1. 與LM1117對比

  • 輸出電壓精度:AMS1117-1.8為±2%,LM1117為±1%;

  • 壓差特性:AMS1117-1.8在1A負載下壓差為1.2V,LM1117為1.3V;

  • 保護功能:AMS1117-1.8集成限流保護和短路保護,LM1117需外接保護電路;

  • 價格:AMS1117-1.8價格更低,性價比更高。

2. 與TLV1117LV對比

  • 壓差特性:TLV1117LV在800mA負載下壓差為500mV,AMS1117-1.8為1.2V;

  • 輸出電流:TLV1117LV最大輸出電流為800mA,AMS1117-1.8為1A;

  • 應用場景:TLV1117LV適用于超低功耗場景,AMS1117-1.8適用于中小功率場景。

3. 與AP1117對比

  • 封裝形式:AP1117僅提供TO-252封裝,AMS1117-1.8提供SOT-223和TO-252封裝;

  • 溫度范圍:AP1117工作溫度范圍為-20℃至85℃,AMS1117-1.8為-40℃至125℃;

  • 可靠性:AMS1117-1.8通過更嚴格的質量控制,適用于工業級應用。

八、AMS1117-1.8未來發展趨勢

1. 高集成度與小型化

  • 隨著電子設備向小型化發展,AMS1117-1.8將采用更小的封裝形式,如WLCSP和QFN;

  • 通過集成更多保護功能,減少外接元件數量,降低PCB面積。

2. 低功耗與高效率

  • 優化內部電路設計,降低靜態電流和壓差,提高電源效率;

  • 采用新型功率晶體管,減少導通損耗,延長電池續航時間。

3. 智能化與可編程性

  • 開發可編程版本,通過外接電阻或數字接口調整輸出電壓;

  • 集成電壓監測和故障診斷功能,提升系統的可靠性和可維護性。

4. 綠色環保與高可靠性

  • 采用無鉛工藝和環保材料,滿足RoHS和REACH標準;

  • 通過AEC-Q100認證,適用于汽車電子和工業控制等高可靠性場景。

九、結論

AMS1117-1.8作為一款高性能的低壓差線性穩壓器,以其精準的電壓調節能力、低功耗特性和完善的保護功能,在電子工程領域占據重要地位。通過本文的詳細解析,我們深入了解了其引腳定義、內部結構、工作原理、典型應用電路及設計注意事項。未來,隨著電子設備向小型化、低功耗和高可靠性方向發展,AMS1117-1.8將不斷優化性能,滿足更廣泛的應用需求。對于電子工程師而言,掌握AMS1117-1.8的技術特性,合理設計應用電路,是提升產品性能和可靠性的關鍵。


責任編輯:David

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