Линейный регулятор не поддерживает правильное напряжение при подключении к ESP8266

Я пытаюсь использовать LDO MCP1700-3302E для регулирования напряжения от одноэлементной батареи LiPo до моего ESP8266 (пакет Wemos D1). Я намерен использовать LiPo до 3,5 В, а поскольку для ESP8266 требуется 3,3 В, остается запас 0,2 В. MCP1700 имеет падение напряжения прямо в соответствии с этим требованием (178 мВ при 250 мА).

Для тестирования я подключил все это на макетной плате, питая от своего блока питания для контроля напряжения и тока. Это точная схема того, как все это подключено:

введите описание изображения здесь

Как видите, я добавил два керамических конденсатора по 1 мкФ (105) на вход и выход стабилизатора, как указано в даташите. Кроме того, я использую два конденсатора по 470 мкФ (поскольку в данный момент у меня нет большего), чтобы справляться со скачком тока во время загрузки ESP8266. ESP8266 может подняться до 435 мА, но MCP1700 имеет ограничитель тока 250 мА, поэтому без этих конденсаторов ESP не загрузится. После загрузки он запускает простой встроенный скетч мигания светодиодов.

Теперь проблема в том, что после загрузки напряжение на выводе 3V3 ESP8266 падает до 3,1 В. Блок питания дает 3,5 В, я дважды проверил - падения нет. И ESP8266 потребляет около 70 мА с этим скетчем, что намного ниже предела 250 мА для MCP1700. Согласно техническому описанию, падение напряжения при потреблении 70 мА должно составлять около 45 мВ, но на самом деле оно больше похоже на 400 мВ (3,5 В до LDO, 3,1 В после LDO).

Я знаю, что ESP8266 может работать с немного более низким напряжением, но мне нужно для него стабильное питание 3,3 В, потому что я буду проводить некоторые аналоговые измерения, а для этого ESP требуется стабильное опорное напряжение.

Я не могу понять, почему это происходит. Я использую правильные, самодельные соединительные кабели, а не дешевый материал из Китая. И я измеряю напряжение непосредственно на ножках MCP1700 (как показано на схеме), так что макет тоже не виноват.

Я попытался заменить все компоненты, включая регулятор и ESP8266 (у меня их много), но все они показывают одинаковые результаты. Если я увеличу напряжение питания на моем блоке питания до 3,7, то я получу правильные 3,3 В после LDO, но весь смысл этой настройки в том, чтобы использовать напряжение до 3,5 В, и, согласно техническому описанию, этот регулятор должен быть в состоянии обеспечить что легко при таком маленьком токе.

Что мне здесь не хватает?

Какой пакет у регулятора? Правильно ли подключены входные, выходные и заземляющие контакты?
Регулятор в упаковке ТО-92. Да, сейчас все трижды проверено. Все подключено точно так же, как на схеме, которую я нарисовал.
Вы измеряете эти 70 мА?
Мой блок питания говорит мне, что это 70 мА, у него есть дисплей. Но теперь, когда вы спросили, я измерил его своим тестером - это действительно 70 мА.
Не могли бы вы также указать мне на таблицу данных, которую вы нашли : «Согласно таблице данных, падение напряжения при потреблении 70 мА должно составлять около 45 мВ».
стр. 7 и 8, РИСУНОК 2-12 и РИСУНОК 2-13. Первый показывает падение на 2,8 В, второй на 5 В. Интерполяция между этими двумя таблицами (поскольку мое напряжение составляет 3,5 В) показывает, что падение напряжения составляет около 45 мВ.
Рассмотрите возможность использования более низкого напряжения в целом. Когда я собирал крошечные дроны, в которых одна ячейка сильно проседала под нагрузкой, я начал с регуляторов на 3,0 В, а закончил на 2,8 В. Кроме того, лучшие показания АЦП получаются, если не полагаться на напряжение питания, а вместо этого считывать неизвестное и известное опорное напряжение и выполнять компенсацию отношения.
Ну, Крис, я бы так и сделал, но ESP8266 работает при напряжении 3,3 В, я не могу этого изменить... И для этого проекта мне нужна функция WiFi, поэтому я выбрал этот MC.
Что касается ваших комментариев о скачках тока, в техническом описании MCP1700 конкретно говорится, что, несмотря на наличие ограничителя тока, MCP1700 допускает переходные импульсы тока выше 250 мА, пока среднее значение составляет 250 мА, и в нем упоминается 550 мА в качестве примера максимального тока. См. раздел «6.5 Применения импульсной нагрузки».

Ответы (3)

введите описание изображения здесь

В техническом описании указано, что минимальное значение Vin должно соответствовать двум условиям, одно из которых:

В я н > ( В р + 3 % ) + В Д р О п О U Т

что для регулятора 3,3 В становится В я н > ( 3.3 В + 3 % ) + В Д р О п О U Т "=" 3.4 В + В Д р О п О U Т

Таким образом, остается 100 мВ, которые можно «использовать» для отсева.

Вы не можете использовать РИСУНОК 2-12 и РИСУНОК 2-13 из таблицы данных, чтобы определить падение напряжения, потому что для этих графиков применяется следующее:

Примечание. Если не указано иное: VR = 1,8 В, COUT = 1 мкФ, керамический (X7R), CIN = 1 мкФ, керамический (X7R), IL = 100 мкА, TA = +25°C, VIN = VR + 1 В.

И на регулятор не подаешь Vin=3.3В+1.0В.

Кроме того, значения, показанные на графиках, являются типичными значениями. У вас может случиться так, что у вас есть микросхема, которая отклоняется в сторону максимального наихудшего напряжения падения. (Для я л = 200 мА, наихудшее/максимальное значение отличается в 2,3 раза (!!) от типичного значения.

Я не могу (пока) найти, какое падение напряжения относится к этой ситуации, но думаю, что входное напряжение 3,5 В не удовлетворяет условию, упомянутому первым в этом ответе.

Черт... Разговор о мелком шрифте... Тогда что я могу сделать, чтобы решить эту проблему? Нужен ли другой регулятор? Есть ли регулятор, который действительно может обеспечить такое маленькое падение напряжения при таком большом токе?
AP2128 может проверить рис. 28 в своем техническом описании . Но я предполагаю, что это неправильная упаковка (не проверял). Я нашел это, выбрав стабилизатор 3,3 В на веб-сайте Diodes Inc, а затем отфильтровав по напряжению падения. Так что они вроде бы существуют, но я оставлю поиск вам...
@JustinasRubinovas Может быть, вы можете использовать печатную плату для подключения микросхемы к исходному местоположению TO-92, например sparkfun.com/products/717 (я выбрал случайный пакет)
+1 Грустно, оказывается, про падение напряжения действительно врут.
Спасибо, сэр. Комплектация не проблема, могу разобрать для пробы, а для финальной стадии проекта все равно буду делать печатную плату. Проблема в том, что этот конкретный LDO и некоторые другие, предложенные другими людьми, недоступны для доставки в мою страну. Я ограничен Ebay и Aliexpress, поэтому только дешевые китайские вещи. Но я постараюсь найти что-то похожее. Просто иногда трудно заметить такие мелкие (но важные) детали в таблице данных, как та, которую вы указали ... Это почти как если бы таблица данных MCP1700 лгала о напряжении падения.
@JustinasRubinovas «Читайте мелкий шрифт», к сожалению, также применимо в EE ...
Но почему это требование написано как 3% + отсев? Почему бы просто не указать отсев этого LDO с включенными 3%? Разве это не будет менее запутанным?
@JustinasRubinovas Проверьте регулирование выходного напряжения линии (на странице DS, которую я опубликовал. Вот откуда берутся 3%).
@JustinasRubinovas Вы всегда можете использовать переключающий преобразователь.
Да, возможно, мне придется это сделать, Харт... Я надеялся, что мне сойдут с рук линейки, так как они намного проще, но я думаю, что допуски по напряжению слишком малы для комбинации ESP и LiPo.
@JustinasRubinovas Если вас не волнует энергопотребление, вы также можете использовать резистор / стабилитрон 3V3.
Меня это волнует... Энергопотребление здесь ОЧЕНЬ важно, поэтому я не использую традиционное повышение до 5 В, а затем не подаю его на встроенный линейный регулятор ESP8266 - это было бы очень неэффективно. Линейный регулятор, если бы он мог справиться с такой небольшой разницей напряжения, был бы примерно таким же эффективным, как импульсный регулятор, если не больше.
Хм, хорошо, мне не следовало начинать с «если вас не волнует энергопотребление», потому что я думаю, что решение с стабилитроном, вероятно, столь же неэффективно, как и ваш оригинальный MCP1700-3302E! Оба будут рассеивать примерно одинаковую мощность для достижения 3,3 В. Ну, 3,1 В в данном случае с MCP1700, так что при 3,1 В он будет рассеиваться еще больше ... Каковы будут именно ваши требования к питанию? Постоянно около 70 мА при 3V3? Если вы используете стабилитрон только для ESP8266 и питаете, например, мигающий светодиод непосредственно от батареи, я думаю, что использование стабилитрона будет подходящим решением.
Требуемая мощность соответствует потреблению ESP - обычно 70 мА, но могут быть пики до 400 мА. Я посмотрю на стабилитрон, спасибо. Я также нашел регулятор AP2112 в корпусе SOT25. Я установил его (потребовалось некоторое время, чтобы работать с таким маленьким корпусом), и, похоже, он работает отлично, стабильно держит 3,3 В до 400 мА. Также кажется, что он справляется с всплеском загрузки ESP без необходимости в дополнительных электролитических конденсаторах. Так что ты был прав. Я просто выбрал не тот регулятор. AP2112 кажется намного лучше во всех отношениях.

ESP, вероятно, потребляет резкий ток, который не может обеспечить регулятор. Максимальное падение напряжения составляет 350 мВ при 25 °C, но при условии, что вы остаетесь в пределах 250 мА, и оно ухудшается при высокой температуре перехода.

Измерения, сделанные другими , показали типичное пиковое потребление почти 300 мА во время пакетных операций. Крышка 1000 мкФ подходит только для такой тяги. Средний ток может быть всего 70 мА, но здесь это не поможет.

В итоге ваш регулятор не подходит, замените его на тип 1А или не менее 500мА.

Рассмотрите возможность отключения радио во время операций АЦП (хотя встроенный АЦП в этом чипе очень сомнительный с точки зрения точности).

Редактировать: также убедитесь, что конденсаторы 1 мкФ находятся очень близко к регулятору. Вы не можете надежно использовать макетную плату без пайки во многих случаях для этого типа схемы. Сопротивление должно быть в 1 Ом диапазон или меньше, а индуктивность должна быть сведена к минимуму.

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат . Любые сделанные выводы должны быть отредактированы обратно в вопрос и/или любой ответ(-ы).

Я бы исключил ESP8266 из уравнения и охарактеризовал бы ваш LDO с помощью покоящейся нагрузки.

Попробуйте заменить ESP8266 на 3 резистора по 100 Ом параллельно на регулируемом выходе LDO и измерьте падение напряжения. Подойдет, конечно, и любой одиночный резистор, 100 Ом были выбраны только как удобное значение для барахла.

Я пробовал это, сэр. Мой БП показывает аналогичный потребляемый ток, но падение напряжения все равно есть.
К сожалению, тогда я бы охарактеризовал падение напряжения при IL = 100 мкА, используя 3 резистора по 100 кОм. Рассмотрим РИСУНОК 2-7, они показывают, что LDO поддерживает регулирование с Vi=Vo.
Линейный регулятор не поддерживает правильное напряжение при подключении к ESP8266
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v