一、概述

1117系列芯片是一款低壓差線性穩(wěn)壓器，廣泛應(yīng)用于電源管理領(lǐng)域，能夠提供穩(wěn)定的電壓輸出，尤其適用于需要高精度電壓的設(shè)備。該芯片系列包括多個(gè)型號，如AMS1117、LD1117等，支持不同的輸出電壓和最大輸出電流，常見輸出電壓包括1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V和5.0V。1117芯片由于其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備中，包括單片機(jī)電路、通信設(shè)備、電源模塊等。

二、引腳圖與引腳功能

1117芯片通常采用TO-220、SOT-223和SOT-89等封裝形式，以下是其引腳圖及功能說明：

1. 引腳圖

   以下是1117芯片SOT-223封裝的標(biāo)準(zhǔn)引腳分布：

   TO-220封裝的引腳排列與SOT-223略有不同，但其基本功能是一致的。

• **1號引腳（Adjust/GND）：**在可調(diào)版本（如AMS1117-ADJ）中為“Adjust”（調(diào)整）引腳，用于調(diào)節(jié)輸出電壓；在固定電壓版本中為接地（GND）引腳。

• **2號引腳（Output）：**輸出電壓引腳，提供穩(wěn)定的輸出電壓。

• **3號引腳（Input）：**輸入電壓引腳，接入電源電壓。

2. 引腳功能

• **輸入引腳（Input）：**接入不低于所需輸出電壓+壓差（通常約為1.1V）的輸入電壓。輸入電壓應(yīng)控制在芯片的輸入電壓范圍內(nèi)，以防止芯片過熱或損壞。

• **輸出引腳（Output）：**輸出穩(wěn)定的直流電壓，常見輸出電壓有3.3V、5.0V等。芯片內(nèi)部具有穩(wěn)壓電路，能夠在輸入電壓變化時(shí)提供穩(wěn)定的輸出。

• **接地或調(diào)整引腳（Adjust/GND）：**對于可調(diào)電壓版本，通過外接電阻調(diào)節(jié)此引腳可以改變輸出電壓，而固定電壓版本此引腳為接地端。

三、常見型號與參數(shù)

1117芯片的常見型號根據(jù)不同輸出電壓進(jìn)行劃分，具體參數(shù)如下：

1. AMS1117-ADJ：可調(diào)電壓版本，輸出電壓范圍在1.25V至12V之間，需外接兩個(gè)電阻以設(shè)定具體輸出電壓。

2. AMS1117-3.3：固定輸出電壓為3.3V，最大輸出電流為1A，適合對3.3V電源要求較高的電路。

3. AMS1117-5.0：固定輸出電壓為5V，最大輸出電流為1A，適用于需要穩(wěn)定5V電壓的電路。

4. AMS1117-1.8：固定輸出1.8V，適合低壓應(yīng)用場合。

5. AMS1117-1.2：輸出電壓為1.2V，適合超低壓應(yīng)用場景。

主要參數(shù)指標(biāo)：

• 輸入電壓范圍：通常為5V至15V。

• 輸出電流范圍：最大輸出電流為1A，具體值視芯片型號而定。

• 電壓精度：±1%-2%之間。

• 壓差：約1.1V-1.3V，具體視工作電流大小而定。

四、工作原理

1117芯片是一款低壓差線性穩(wěn)壓器，其核心是一個(gè)帶隙基準(zhǔn)電壓源和誤差放大器。它的工作原理如下：

1. 帶隙基準(zhǔn)電壓源：提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，通常約為1.25V，保證輸出電壓不受溫度變化影響。

2. 誤差放大器：檢測輸出電壓與基準(zhǔn)電壓之間的差異，并將此差異反饋至功率調(diào)整管，調(diào)節(jié)通過的電流，以維持穩(wěn)定的輸出電壓。

3. 功率調(diào)整管（MOSFET）：在誤差放大器的控制下，調(diào)整輸出端的電流，以使輸出電壓保持恒定。

當(dāng)輸入電壓較高且輸出電流增加時(shí)，功率調(diào)整管的壓降會增大，芯片的壓差也隨之上升。因此，為確保輸出穩(wěn)定性，應(yīng)盡量保持輸入電壓在合理范圍內(nèi)，并保證散熱條件良好。

五、芯片特點(diǎn)

1117芯片具有以下顯著特點(diǎn)：

1. 低壓差：通常壓差為1.1V至1.3V，比傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器更高效。

2. 高輸出電流：最大支持1A的輸出電流，適用于大多數(shù)低功率應(yīng)用。

3. 易于使用：固定電壓版本只需簡單的外部電容，而可調(diào)版本通過外接電阻調(diào)整，設(shè)計(jì)靈活。

4. 過熱保護(hù)：內(nèi)置過熱保護(hù)電路，當(dāng)溫度超過安全范圍時(shí)芯片自動降流保護(hù)。

5. 過流保護(hù)：當(dāng)輸出電流超過允許范圍時(shí)，芯片限制輸出，以保護(hù)電路安全。

六、應(yīng)用領(lǐng)域

1117芯片被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：

1. 單片機(jī)供電：1117芯片輸出電壓穩(wěn)定，廣泛用于微控制器（MCU）電源電路，提供3.3V或5V電源。

2. 通信設(shè)備：在路由器、調(diào)制解調(diào)器等通信設(shè)備中，1117芯片作為低壓差穩(wěn)壓器為電路模塊提供穩(wěn)定電源。

3. 電源模塊：在一些小型電源模塊中，1117芯片被用作后端穩(wěn)壓，提供穩(wěn)定的輸出電壓。

4. 便攜式電子產(chǎn)品：如便攜式充電器、數(shù)碼相框等，這些設(shè)備需要低噪聲、低功耗的電壓穩(wěn)壓器來保持電源穩(wěn)定性。

5. 音頻設(shè)備：音頻放大器和音頻處理電路對電源噪聲較敏感，1117芯片的低噪聲特性適合用于此類應(yīng)用。

七、1117芯片的使用注意事項(xiàng)

1. 散熱管理：1117芯片在高負(fù)載時(shí)會產(chǎn)生較大的熱量，應(yīng)保證其封裝接觸面具有良好的散熱性，可以在PCB上增設(shè)散熱銅箔，或外加散熱片。

2. 輸入電壓選擇：輸入電壓需高于輸出電壓+壓差，以確保芯片正常工作。通常建議輸入電壓不低于5V。

3. 電容選擇：輸入和輸出端分別需加一定值的電容，以保證電路的穩(wěn)定性。建議輸入端加10uF電容，輸出端加22uF電容，以減少電源紋波。

4. 可調(diào)電阻的選擇：若使用可調(diào)版本，通過設(shè)置分壓電阻來調(diào)整輸出電壓。建議電阻阻值不要過小，以減少功耗。

八、1117芯片的優(yōu)缺點(diǎn)分析

1. 優(yōu)點(diǎn)

• 低壓差設(shè)計(jì)：相較于傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器，1117芯片的低壓差設(shè)計(jì)使其在低壓差環(huán)境下工作更高效。

• 高電流輸出：最大輸出電流可達(dá)1A，能夠滿足大多數(shù)小型電源需求。

• 溫度穩(wěn)定性：內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源和誤差放大器保證輸出電壓的溫度穩(wěn)定性。

2. 缺點(diǎn)

• 熱耗散：由于是線性穩(wěn)壓器，當(dāng)輸入電壓較高時(shí)，功耗會轉(zhuǎn)化為熱量，造成發(fā)熱問題。

• 壓差限制：對于壓差要求較高的場合，1117芯片可能不適用，需要更高效的開關(guān)穩(wěn)壓器來代替。

九、典型應(yīng)用電路

1. 固定電壓應(yīng)用電路

• 在3.3V或5V固定電壓應(yīng)用中，1117芯片只需在輸入端和輸出端各接入一個(gè)電容即可提供穩(wěn)定的輸出電壓。

2. 可調(diào)電壓應(yīng)用電路

• 可調(diào)版本的1117芯片（如AMS1117-ADJ）允許通過外接電阻分壓設(shè)置輸出電壓。設(shè)定輸出電壓的公式為：

  $$V_{out} = V_{ref} imes left(1 + frac{R1}{R2} ight)$$Vout=Vref×(1+R2R1)

  其中，$V_{ref}$Vref 是芯片內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓，通常為1.25V，$R1$R1 和$R2$R2 為外接的兩個(gè)電阻。通過調(diào)整電阻值，用戶可以得到所需的輸出電壓。

• 此電路中建議使用高精度的電阻，以確保輸出電壓的穩(wěn)定性和精度。同時(shí)，為減少電源噪聲和紋波，可以在輸出端添加一個(gè)小容量電容（如10uF）來進(jìn)一步濾波。

3. 多路電源應(yīng)用電路

• 在一些復(fù)雜的電源系統(tǒng)中，1117芯片可以用于構(gòu)建多路輸出的電源。通過多個(gè)1117芯片串聯(lián)或并聯(lián)在同一電源輸入端，可以分別輸出不同的電壓。例如，一個(gè)1117輸出5V電壓，另一個(gè)輸出3.3V，從而同時(shí)為不同的電路模塊提供所需的電壓。

• 為防止芯片間的電流干擾，建議每個(gè)1117芯片的輸入和輸出端都獨(dú)立接上濾波電容，確保電源的穩(wěn)定性。

十、常見問題及故障排查

1. 輸出電壓不穩(wěn)

• 若輸出電壓不穩(wěn)，可能是輸入電壓不足、接地不良或電容選型不當(dāng)。檢查輸入電壓是否高于輸出電壓+壓差值，并確保輸入電容容量適當(dāng)，以避免輸入電壓的波動導(dǎo)致輸出不穩(wěn)。

2. 芯片發(fā)熱嚴(yán)重

• 1117芯片在大電流輸出或高壓差輸入條件下會產(chǎn)生較大的熱量。為解決這一問題，可以考慮降低輸入電壓或在芯片散熱片周圍加大散熱銅箔。若條件允許，可將芯片安裝在帶散熱孔的PCB上，以幫助散熱。

3. 過流保護(hù)觸發(fā)

• 當(dāng)負(fù)載電流超過芯片設(shè)計(jì)的最大輸出電流時(shí)，1117芯片的過流保護(hù)電路會啟動，輸出電壓會出現(xiàn)掉壓現(xiàn)象。這時(shí)應(yīng)檢查負(fù)載是否超出芯片的最大允許值，或嘗試分散負(fù)載電流。

4. 輸出電壓超出預(yù)期

• 若使用可調(diào)版本1117，輸出電壓超出預(yù)期值，可能是因?yàn)榉謮弘娮柽x擇不當(dāng)。檢查外接電阻的阻值是否符合計(jì)算公式需求，并確保使用的電阻為高精度電阻，以減少誤差。

十一、1117芯片的應(yīng)用案例

1. 單片機(jī)系統(tǒng)電源

   在微控制器系統(tǒng)中，常見的電源需求為5V或3.3V。使用1117芯片可直接將輸入的高電壓（如12V）轉(zhuǎn)換為3.3V，以供單片機(jī)和傳感器使用。此電路只需在輸入和輸出端分別接上一個(gè)濾波電容，結(jié)構(gòu)簡單且穩(wěn)定。

2. LED驅(qū)動電源

   對于一些小型LED電路，通過1117芯片提供恒定電壓，可以確保LED亮度穩(wěn)定。在這種應(yīng)用中，選擇適合的電容以減少電壓紋波，有助于延長LED的使用壽命。

3. 音頻設(shè)備電源穩(wěn)壓

   由于音頻設(shè)備對電源噪聲較為敏感，1117芯片的低噪聲輸出特點(diǎn)使其成為音頻放大電路的理想電源穩(wěn)壓器，能有效減小電源噪聲對音頻質(zhì)量的影響。

4. 傳感器電源

   在工業(yè)控制和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，很多傳感器需要穩(wěn)定的低電壓供電。1117芯片能夠提供穩(wěn)定的3.3V或1.8V電壓，適合為溫度、濕度、壓力等傳感器供電，以保證測量的準(zhǔn)確性。

十二、1117芯片的未來發(fā)展方向

隨著對低功耗、高效率電源需求的提升，1117芯片的設(shè)計(jì)也在不斷改進(jìn)。未來的發(fā)展方向主要包括以下幾點(diǎn)：

1. 更低的壓差：研發(fā)更低壓差的版本，以滿足低輸入電壓和高輸出效率的需求。

2. 增強(qiáng)散熱性能：通過改進(jìn)封裝和內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，減少發(fā)熱問題，提高芯片的可靠性和功率密度。

3. 集成多功能模塊：如在芯片內(nèi)集成更復(fù)雜的保護(hù)電路和調(diào)控功能，以適應(yīng)智能設(shè)備的需求。

十三、總結(jié)

1117系列芯片作為一種低壓差線性穩(wěn)壓器，以其結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、易于使用的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電源管理中。其內(nèi)部采用帶隙基準(zhǔn)電壓源和誤差放大器，能提供穩(wěn)定的電壓輸出，同時(shí)具有過熱和過流保護(hù)功能，確保了電源電路的安全性和穩(wěn)定性。

盡管1117芯片也有一些限制，如高壓差應(yīng)用中可能出現(xiàn)較大功耗，但通過合理的設(shè)計(jì)和散熱管理，這些問題可得到有效緩解。在單片機(jī)供電、音頻設(shè)備、傳感器等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，1117芯片以其低噪聲、穩(wěn)定輸出的特點(diǎn)，為電子電路提供了理想的穩(wěn)壓解決方案。未來，隨著技術(shù)進(jìn)步，1117芯片有望實(shí)現(xiàn)更高效率和集成度，繼續(xù)在電源管理領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。