Novato: Regulador de sobrecalentamiento LD1117 3.3V (Voltaje de entrada 5V-2A)

Tienes algunos conceptos erróneos. Pero no se preocupe, muchas personas se confunden con estos principios cuando están aprendiendo sobre electrónica por primera vez. Intentaré aclarar los conceptos erróneos y responder a sus preguntas específicas al mismo tiempo:

1) Un regulador que anuncia 800mA significa que puede producir hasta 800mA sin quemarse. No significa que el regulador limitará automáticamente la corriente a 800 mA. Tampoco significa que siempre proporcionará 800 mA a cualquier carga. Simplemente indica la corriente máxima segura de la que es capaz el regulador. En circunstancias normales, la carga de su circuito debería estar usando mucho menos que el máximo. De lo contrario, necesita un regulador más grande.

2) El LD1117 es un regulador lineal. Estos tipos de reguladores deben tener la capacitancia adecuada en las entradas y salidas. De lo contrario, la salida puede oscilar y causar una serie de problemas aguas abajo en su circuito. También hará que la lectura de su multímetro sea incorrecta sin que usted lo sepa. La hoja de datos de su parte le dirá cuánta capacitancia y qué tipo (cerámica, aluminio, etc.) usar. Aquí hay una captura de pantalla del circuito recomendado de LD1117 de STMicroeletronic:

3) De su diagrama fritzing, parece que usó la función de amperímetro en su multímetro incorrectamente. Los amperímetros están diseñados para aparecer "invisibles" en su circuito. Eso significa que el circuito actuará como si el amperímetro fuera solo un trozo de cable. Conectó la salida de 3.3V del regulador, a través del amperímetro, a tierra de esta manera:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Dado que el amperímetro actúa como un trozo de alambre, este esquema es equivalente a:

^{simule este circuito}
¿Ve el problema? ¡Tienes la salida de 3,3 V directamente en cortocircuito a tierra! La razón por la que solo ve 3A es porque los componentes internos del regulador se sobrecalientan y actúan como resistencias. Si el LD1117 fuera un poco más robusto, generaría mucho más que 3A. De hecho, si el regulador fuera una fuente de voltaje ideal, ¡su corriente sería infinita! El lugar apropiado para poner el amperímetro es aquí:

^{simular este circuito}

4) No depende de usted, el diseñador del circuito, "limitar la corriente de entrada" a la carga. La carga (el Arduino) extraerá tanta corriente del regulador como sea necesario para funcionar en un momento dado. Y ese consumo actual cambiará a medida que Arduino realice diferentes tareas. De hecho, si intenta implementar un limitador de corriente, es probable que cause un apagón y el Arduino se reiniciará o bloqueará.

Es poco probable que un Arduino necesite más de 800 mA para hacer algo, por lo que el regulador debería estar bien. En circunstancias típicas, una placa de desarrollo como Arduino solo debería consumir decenas o centenas de mA.

Entonces, si el regulador se está sobrecalentando, hay dos posibilidades:

a) El regulador que eligió no puede manejar el consumo de corriente de la carga. Por ejemplo, si intentara encender 50 LED con una capacidad nominal de 20 mA, su LD1117 se sobrecalentaría al intentar impulsar el 1A de corriente. En este caso, deberá elegir un regulador con una capacidad de corriente superior.

b) Algo está haciendo un cortocircuito a tierra o tirando más corriente de la que debería. Ha experimentado esto al poner en cortocircuito la salida del regulador a tierra a través de la función de amperímetro de su multímetro. También podría ocurrir con un cable fuera de lugar, un puente de soldadura no intencional o un componente defectuoso.

El problema que está teniendo es obviamente (b) arriba.

Está midiendo la corriente de cortocircuito de su suministro y de su regulador. Tiene suerte de que al menos uno de los suministros tenga un límite de corriente para evitar que se extraiga una corriente muy grande que destruiría su dispositivo de inmediato.

Mida el voltaje de salida del circuito abierto en una configuración de voltios, después de haber agregado los otros componentes del capacitor que requiere el circuito del fabricante. Sin ellos, puede oscilar, haciendo que la medición del voltímetro no tenga sentido. Esto le da el voltaje, con suerte 3.3v, que está disponible para su circuito descendente.

Ponga su amperímetro en serie con la salida del regulador y conecte la carga entre el otro terminal del amperímetro y tierra. Esto le da la corriente que toma su carga. Por ejemplo, esperaría que una carga de 6.6ohm tome 500mA.

La hoja de datos de ST sobre LD1117 carece bastante de información sobre el comportamiento de cortocircuito, pero el clon/variante de UTC muestra que la corriente de cortocircuito es de alrededor de 1,8-2,2 A (y varía con la temperatura y la diferencia de voltaje de entrada y salida)

Supongo que los ST podrían ir a 3A (cuando se calienta), pero no hay información relevante que pueda encontrar en su hoja de datos .

También la variante LT de este regulador, es decir, LT1117 limita la corriente de cortocircuito a un valor más bajo de 1 A (más bajo en relación con la condición de funcionamiento normal máxima de 800 mA)

La corriente límite de TI para su LM1117 es de aproximadamente 1.2-1.3A:

La moraleja de esta [parte de la] historia es: si desea confiar en el regulador para limitar la corriente, debe leer su hoja de datos detenidamente... Incluso para casi clones como este 1117, puede haber diferencias sustanciales entre los fabricantes.

Como para

¿Cómo limito la corriente de entrada para no quemar mi regulador?

El regulador no se quemará [fácilmente] debido a su protección contra sobrecalentamiento incorporada. (Debe preocuparse más por lo que está alimentando con su alta corriente de cortocircuito).

Pero si desea limitar la corriente con mayor precisión, busque "limitador de corriente de precisión", "límite de corriente ajustable" y términos similares; algunos reguladores vienen con estos incorporados, pero son reguladores de 5 pines, por ejemplo, LT1185 , NCV47701 . También puede agregar circuitos integrados separados que hacen principalmente eso (limitación de corriente), por ejemplo, LTC4415 (ese es un diodo ideal, también evita la retroalimentación y las conexiones de fuente incorrectas/inversas), o construir uno propio con discretos.