Le AMS1117 est un régulateur de tension linéaire courant utilisé pour transformer une tension continue plus élevée en une sortie stable de 3,3V ou 5V. Il est simple, peu coûteux et utile dans les petits circuits, mais la chaleur, la tension de coupure, les condensateurs, le brochage et la disposition du circuit imprimé influencent ses performances. Cet article fournit des informations sur AMS1117 brochage, la conception des circuits, les applications, les problèmes et les limites pratiques.
Qu’est-ce que le régulateur de tension AMS1117 ?
Le AMS1117 est un régulateur de tension linéaire à faible coupure à trois bornes utilisé pour convertir une tension continue plus élevée en une tension continue stable et plus basse. Il est utilisé dans les rails d’alimentation 3,3V et 5V pour microcontrôleurs, modules capteurs, cartes de développement et petits circuits embarqués.
Contrairement à un régulateur à découpage, le AMS1117 ne convertit pas la puissance avec une grande efficacité. Il régule la tension en abaissant la tension supplémentaire sous forme de chaleur. Cela le rend simple, peu coûteux et facile à utiliser, mais cela signifie aussi que l’appareil peut chauffer lorsque la tension d’entrée est bien supérieure à celle de sortie.
AMS1117 Brochage et types de paquets
AMS1117 Configuration des broches SOT-223
| Pin | Nom | Fonction |
|---|---|---|
| Épingle 1 | GND / ADJ | Masse pour les versions fixes ou broche de réglage pour la version réglable |
| Broche 2 | VOUT | Sortie de tension régulée |
| Broche 3 | VIN | Tension d’entrée |
| Tab | VOUT | Connecté en interne à la sortie |
Le SOT-223 AMS1117 est l’une des versions les plus courantes utilisées sur les cartes de développement et les petits modules. La languette métallique est reliée à VOUT, pas à la terre. Cela est nécessaire lors de la conception d’un PCB ou de la vérification des courts-circuits.
Version fixe vs version réglable
• AMS1117-3,3 : sortie fixe 3,3V
• AMS1117-5.0 : sortie 5V fixe
• AMS1117-ADJ : sortie réglable à l’aide de deux résistances externes
• Les versions fixes utilisent la première broche comme GND
• Les versions réglables utilisent la première goupille comme ADJ
Spécifications techniques de AMS1117
| Fonctionnalité | Spécification | Notes |
|---|---|---|
| Courant de sortie maximal | 1A | Nécessite une dissipation thermique adéquate. |
| Tension d’entrée maximale | 15V | Classification maximale absolue. |
| Tension de chute | 1.1V (Type) | À 1A de charge. L’entrée doit être > (Vout + 1,1V). |
| Réglementation des lignes | 0,20 % | Déviation maximale. |
| Régulation de la charge | 0,40 % | Déviation maximale. |
| Package | SOT-223 | Le plus courant. Également disponible en TO-252. |
Comment fonctionne le AMS1117 dans un circuit ?
Le AMS1117 fonctionne en maintenant une tension de sortie stable même lorsque la tension d’entrée ou le courant de charge varie dans ses limites de fonctionnement. Par exemple, un AMS1117-3,3 peut recevoir une entrée 5V et fournir une sortie régulée de 3,3V pour un microcontrôleur ou un circuit capteur.
Parce qu’il s’agit d’un régulateur linéaire, la tension inutilisée n’est pas convertie en courant supplémentaire. Au lieu de cela, la différence de tension entre l’entrée et la sortie est dissipée sous forme de chaleur. C’est pourquoi AMS1117 circuits sont simples mais pas très efficaces lorsque la tension d’entrée est bien plus élevée que la tension de sortie.
Pour un fonctionnement stable, le AMS1117 nécessite des condensateurs d’entrée et de sortie appropriés. Sans les condensateurs appropriés, la sortie peut osciller, onduler ou devenir instable lorsque la charge change rapidement.
Applications AMS1117 courantes
Cartes compatibles Arduino
Le AMS1117 est utilisé sur les cartes compatibles Arduino pour convertir une tension d’entrée plus élevée en une tension logique stable, comme 5V ou 3,3V. Il est choisi en raison de sa conception simple et de son faible nombre de composants.
ESP8266 / ESP32 Modules
De nombreuses cartes de développement ESP8266 et ESP32 utilisent le AMS1117 pour fournir une voie d’alimentation stable de 3,3V pour les modules de communication sans fil.
Modules capteurs
Le AMS1117 est souvent utilisé dans les modules capteurs car il offre une régulation simple et peu coûteuse de la tension pour des charges de courant modérées.
Circuits alimentés par USB
Dans les appareils alimentés par USB, le AMS1117 peut convertir l’entrée USB 5V en une sortie stable de 3,3V pour l’électronique basse tension.
Petites cartes de contrôle
Les petites cartes de contrôle utilisent couramment le AMS1117 car il est facile à intégrer dans des configurations compactes de PCB et nécessite peu de composants externes.
Circuits indicateurs LED
Le AMS1117 peut fournir un rail basse tension stable pour les circuits indicateurs LED et les sections d’éclairage à faible courant.
Circuits de batterie
Le AMS1117 peut être utilisé dans certains circuits alimentés par batterie où une simple régulation de la tension est requise.
Exemple de circuit AMS1117 5V à 3,3V
Une application courante AMS1117 consiste à convertir une entrée USB ou adaptateur 5V en une alimentation 3,3V pour circuits numériques à faible consommation. Cette configuration est souvent utilisée pour les microcontrôleurs, capteurs, modules logiques et petites cartes de développement.
Dans le circuit, l’entrée 5V est connectée au VIN, la sortie 3,3V est prise à partir de VOUT, et la broche de masse est partagée par la source d’entrée et la charge. Un condensateur d’entrée est placé entre le VIN et le GND, tandis qu’un condensateur de sortie est placé entre le VOUT et le GND. Ces condensateurs doivent être placés près des broches AMS1117 pour réduire le bruit et améliorer la stabilité.
Conseils de base pour la connexion
| Connexion | Où ça va |
|---|---|
| VIN | Entrée 5V |
| GND | Terrain d’entente |
| VOUT | Sortie 3,3V |
| Condensateur d’entrée | Entre le VIN et le GND |
| Condensateur de sortie | Entre VOUT et GND |
Par exemple, une entrée USB 5V peut alimenter une carte capteur 3,3V à environ 150 mA via un AMS1117-3,3. Cela est généralement acceptable si le PCB dispose d’une surface de cuivre suffisante pour la propagation de la chaleur et que l’entrée 5V reste stable sous charge.
Ce circuit doit être vérifié plus attentivement lors de l’alimentation de modules sans fil, moteurs, cartes relais ou autres charges à pics de courant. Si la tension d’entrée chute trop bas, le AMS1117 peut sortir de la régulation. Si le courant de charge est trop élevé, le régulateur peut surchauffer. Ces questions sont abordées dans la section design suivante.
AMS1117 Considérations de conception
AMS1117 Stabilité et conception des condensateurs
AMS1117 circuits tombent souvent en panne à cause de trois problèmes de conception : condensateurs instables, marge de marge de tension d’entrée insuffisante et chaleur excessive. Ces problèmes sont plus fréquents que la défaillance du régulateur lui-même, il faut donc toujours vérifier le circuit environnant avant de remplacer le circuit.
Configuration recommandée des condensateurs
Le AMS1117 nécessite des condensateurs d’entrée et de sortie appropriés pour rester stable lors des variations de charge. Une mauvaise sélection des condensateurs ou de longues pistes du circuit imprimé peuvent provoquer une oscillation de sortie, une défaillance au démarrage, une ondulation excessive ou une tension instable.
| Emplacement du condensateur | Valeur commune | Objectif principal |
|---|---|---|
| Condensateur d’entrée | 10μF typique | Réduit le bruit d’entrée et améliore la réponse transitoire |
| Condensateur de sortie | 10μF–22μF typique | Maintient la stabilité du régulateur et lisse le VOUT |
| Petit condensateur céramique | 0,1μF optionnel | Filtre le bruit haute fréquence |
AMS1117 Hauteur de tension et coupure
AMS1117 est un régulateur linéaire, donc le VIN doit rester supérieur au VOUT d’une marge suffisante. Cette différence de tension s’appelle la tension de rupture.
VDROP = VIN − VOUT
Beaucoup d’appareils AMS1117 nécessitent environ 1,1 V à 1,3 V de marge de manœuvre, proches d’un courant de charge plus élevé. Par exemple, AMS1117-3,3 fonctionne généralement à partir d’une entrée 5V, mais des problèmes peuvent survenir si le rail 5V tombe à cause de la perte de câble USB, d’adaptateurs faibles ou de pics de courant.
AMS1117 Dissipation de la chaleur et contrôle thermique
AMS1117 convertit l’excès de tension en chaleur. Plus la différence entre VIN et VOUT est grande, et plus le courant de charge est élevé, plus le régulateur devient chaud.
La perte de puissance peut être estimée ainsi :
P=Vin− Vout x Iload
| Exemple | Calcul | Résultat | Signification pratique |
|---|---|---|---|
| 5V → 3,3V à 100mA | (5 − 3,3) × 0,1 | 0,17W | Gérable |
| 5V → 3,3V à 300mA | (5 − 3,3) × 0,3 | 0,51W | Chaud pendant le fonctionnement |
| 9V → 3,3V à 300mA | (9 − 3.3) × 0.3 | 1.71W | Probablement trop chaud sans refroidissement |
| 12V → 3,3V à 500mA | (12 − 3,3) × 0,5 | 4,35W | Pas pratique pour AMS1117 |
C’est pourquoi AMS1117 convient aux petites chutes de tension, comme 5V à 3,3V, mais pas aux conversions à forte chute et à fort courant. Pour des charges lourdes de 12V à 3,3V, un convertisseur buck est généralement un meilleur choix.
7,4 AMS1117 Configuration de la tension de sortie réglable
La version AMS1117-ADJ utilise deux résistances externes pour régler la tension de sortie. Il est utile lorsqu’une version fixe 1,8V, 2,5V, 3,3V ou 5V n’est pas disponible.
Vout=Vref x (1+R2/R1) +IADJ x R2
Dans les estimations de conception rapides, le terme IADJ est souvent assez petit pour être ignoré.
| Production cible | Exemple R1 | Exemple R2 | Notes |
|---|---|---|---|
| 2,5V | 240Ω | 240Ω | Configuration équilibrée simple |
| 3,3V | 240Ω | 390Ω | Sortie personnalisée courante |
| 5V | 240Ω | 720Ω | Nécessite un VIN plus élevé |
AMS1117 vs LM1117, 7805, convertisseur buck et LDO modernes
| Option | Meilleure utilisation | Avantages | Limitations |
|---|---|---|---|
| AMS1117 | Régulation à bas coût 3,3V ou 5V | Simple, bon marché, courant | Chauffe avec une forte chute de tension |
| LM1117 | Applications LDO similaires | Souvent comparable en fonction | À vérifier les broches et les spécifications |
| 7805 | Régulation 5V à partir d’une tension plus élevée | Robuste et connu | Plus haut taux de décrochage, plus grand package |
| Convertisseur buck | Réduction de tension à haute efficacité | Mieux adapté aux courants élevés et aux grosses chutes de tension | Plus de pièces et de bruit de commutation |
| LDO moderne à faible QI | Circuits alimentés par piles | Courant de veille plus bas, meilleures options de coupure | Peut coûter plus cher |
Problèmes courants AMS1117 et dépannage
| Problème | Cause possible | Que vérifier |
|---|---|---|
| La tension de sortie est trop basse | Tension d’entrée inférieure à la condition de coupure | Mesurer le VIN sous charge |
| Le régulateur chauffe beaucoup | Dissipation excessive de puissance | Calculer la perte de puissance |
| Pas de tension de sortie | Brochage erroné, soudure défectueuse, circuit intégré endommagé | Vérifiez le VIN, le VOUT et le GND |
| La sortie est instable | Mauvaise valeur du condensateur, ESR ou placement incorrect | Condensateur de sortie de vérification |
| Réinitialisations ESP32 ou modules | Pics de courant ou rail 3,3V faible | Test avec une alimentation plus forte |
| La sortie chute lorsque la charge se connecte | Courant de charge trop élevé | Mesurer le courant de charge |
| Le régulateur s’arrête | Protection thermique activée | Réduire la tension d’entrée ou la charge |
| La carte fonctionne sans charge mais ne fonctionne pas en usage | Mauvaise disposition ou capacité de courant insuffisante | Test sous charge opérationnelle réelle |
Conclusion
Le AMS1117 fonctionne bien pour une régulation simple de 5V à 3,3V ou 5V lorsque le courant de charge est modéré et que la chaleur est contrôlée. Son fonctionnement stable dépend de connexions de broches correctes, d’une tension d’entrée suffisante, de condensateurs appropriés, de pistes courtes sur les circuits imprimés et d’une bonne conception thermique. Ce n’est pas idéal pour les grosses chutes de tension, les charges à fort courant ou les circuits de batterie où l’efficacité compte. Un convertisseur buck ou un LDO moderne est mieux adapté à ces conditions.
Foire aux questions [FAQ]
Q1. Pourquoi le AMS1117 chauffe-t-il pendant l’utilisation ?
Le AMS1117 chauffe car il perd de la tension supplémentaire sous forme de chaleur. Une tension d’entrée plus élevée et un courant de charge plus élevé génèrent plus de chaleur, donc la conception thermique est importante.
Q2. Le AMS1117 peut-il vraiment fournir du 1A ?
Oui, mais seulement avec assez de dissipation de chaleur. Dans les petits tableaux, le courant est plus faible car le régulateur peut surchauffer avant d’atteindre 1A.
Q3. Pourquoi AMS1117 est-il couramment utilisé pour la conversion de 5V à 3,3V ?
Parce que 5V offre suffisamment de marge de tension pour une sortie stable de 3,3V. Il est simple, peu coûteux et utile pour les microcontrôleurs, capteurs et petits modules.
Q4. Peut-on utiliser des condensateurs céramiques avec AMS1117 ?
Oui, mais la fiche technique doit être vérifiée. Certaines versions AMS1117 peuvent nécessiter une plage ESR de condensateur de sortie adaptée pour un fonctionnement stable.
Q5. Pourquoi les cartes ESP8266 ou ESP32 se réinitialisent-elles avec AMS1117 ?
Les modules Wi-Fi attirent des pics de courant soudains. Si l’alimentation, les condensateurs ou les pistes du circuit imprimé sont faibles, le rail 3,3V peut s’incliner et réinitialiser le module.
