1117 Tensión de entrada del regulador

Question

Primero, un poco de historia - Estoy trabajando en la sustitución de un viejo (finales de los años 70) tablero conductor de salida. El viejo equipo del que salió tiene un sistema de 5V muy sucio y mal regulado. Como estoy usando piezas más nuevas y reemplazando algunos decodificadores de direcciones con una FPGA, necesito tener unos 5V más estables en la placa.

Los 5V que entran pueden oscilar entre 4,75V y 5,5V (o más, si las otras placas tienen tapas malas, desgaste térmico, etc). Estaba pensando en usar un 1117 para al menos mantener el voltaje cerca de 5V cuando/si es posible - para evitar que una placa de alimentación mala destruya la nueva placa.

No he utilizado 1117 antes (2705 por lo general en el pasado), y se dio cuenta en la hoja de datos que dice:

Vin: Este pin debe ser siempre 1,3V mayor que Vout para que el dispositivo regule correctamente.

¿Estoy en lo cierto al suponer que en un caso como este, si el voltaje de entrada estuviera entre 4,75V y 6,3V, mi FPGA y los búferes recibirían el mismo voltaje de entrada, y entonces si digamos que la placa de alimentación explotara y alimentara 8V, se evitaría que los 8V lo freyeran todo?

Answer 1

Los 1,3 V son la tensión de "caída" del regulador lineal. Lo que significa es que para cualquier Vin < Vout + 1,3 V, no se garantiza que la salida sea la Vout especificada; 5 V en tu caso. Vout probablemente será aproximadamente Vin - 1,3; dependiendo de la corriente de salida.

De la hoja de datos de TI ( Ficha técnica del LM1117 ) :

Por lo tanto, desde el punto de vista del diseño, es conveniente que la tensión de entrada sea de al menos 6,3 V, y de hasta 15 V (según las condiciones de funcionamiento recomendadas en la hoja de datos) para "garantizar" una salida limpia de 5 V.

Editar 2017-12-26: cambiada la sección de arriba en negrita de 20 a 15 V por las condiciones de funcionamiento recomendadas, en lugar de los máximos absolutos. Gracias @SamGibson por la sabia recomendación

Answer 2

No, la diferencia de tensión mínima entre la entrada y la salida se denomina tensión de caída (de ahí el nombre LDO, regulador de baja caída). La tensión de salida varía con la carga de corriente, pero a la corriente nominal, Vout siempre será = Vin - 1,3V como mínimo de diseño. Por lo tanto, a 4,75 V de entrada, sólo se puede confiar en obtener 3,55 V de salida. Hay reguladores con voltajes de salida más bajos, pero para tu aplicación podrías buscar un convertidor de conmutación buck-boost, posiblemente seguido de un LDO si necesitas una potencia realmente limpia para la FPGA. Si utilizas un BB seguido de un LDO, ajusta el voltaje de salida del BB para un poco más que el voltaje de salida, muchas de las características de regulación del LDO mejoran a medida que proporcionas más margen de salida en tu circuito (pero no mucho más, la diferencia se va a disipar en forma de calor).

Answer 3

La tensión de caída de 1,3V significa que la entrada del regulador debe ser 1,3V superior a la salida prevista de 5V, por ejemplo, 6,3V. Por esta razón, la mayoría de las fuentes de alimentación de 5V DC utilizan algo así como 7V a 10V como entrada para cumplir y superar el requisito de tensión de entrada mínima. La diferencia de voltaje entre la entrada y la salida se disipa en forma de calor, por lo que no se quiere una tensión de entrada demasiado grande sin un disipador adecuado.

Definitivamente querrás usar el LM1117 para reemplazar por completo la alimentación original de 5V. Probablemente sea alimentado por algo en el rango de 8V a 12V. No intentes limpiar la salida de 5V regulada existente, no es fácil de hacer. Reemplazarla será probablemente menos trabajo.

También para fines de estabilidad compruebe la hoja de datos y verifique que la capacitancia de entrada y salida del sistema existente cumple con los requisitos del LM1117. Lo más probable es que lo que haya ya sea suficiente, pero es bueno estar seguro.

Si la tensión de entrada es inferior a la suma de la tensión de salida más la tensión de caída, el regulador no regulará correctamente y la salida no será fiable. Podría pasar la entrada a la salida como sugeriste, o podría apagar la salida o incluso oscilar a medida que cambia la carga. Así que quieres evitar eso a toda costa.