O LM1117MPX-3.3/NOPB é um regulador linear de baixa queda (LDO — Low Dropout Regulator) da Texas Instruments, projetado para fornecer uma tensão de saída fixa de 3,3 V com capacidade nominal de até 800 mA. É utilizado principalmente na alimentação de microcontroladores, sensores, circuitos digitais e analógicos e outros sistemas eletrônicos que necessitam de uma fonte de 3,3 V regulada.

1. Identificação

• Fabricante: Texas Instruments
• Componente: LM1117MPX-3.3
• Código completo: LM1117MPX-3.3/NOPB
• Tipo: Regulador linear LDO
• Tensão de saída: 3,3 V fixa
• Corrente de saída: até 800 mA
• Encapsulamento: SOT-223
• Número de terminais: 4 posições, sendo uma aba térmica
• Tecnologia: regulador linear bipolar
• Versão: NOPB, sem chumbo (Pb-Free)

O sufixo MPX está relacionado à versão em encapsulamento SOT-223, enquanto NOPB identifica a versão com acabamento compatível com requisitos ambientais/RoHS.

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2. Função do componente

A função principal do LM1117MPX-3.3 é receber uma tensão superior a 3,3 V e produzir uma tensão regulada de aproximadamente 3,3 V.

Exemplo:

       5 V
        │
        │
        ▼
 ┌──────────────┐
 │ LM1117       │
 │ MPX-3.3      │
 │              │
 └──────┬───────┘
        │
        ▼
       3,3 V

Diferentemente de um conversor chaveado, o LM1117 realiza a redução de tensão de maneira linear. Por isso, sua principal vantagem é a simplicidade e o baixo ruído, enquanto sua principal desvantagem é a dissipação de potência.

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3. Tensão de saída

O modelo LM1117MPX-3.3 possui saída fixa:

VOUT = 3,3 V

Não é necessário utilizar resistores externos para programar a tensão de saída.

Isso o torna bastante simples para alimentar circuitos digitais.

Por exemplo:

• CH32V003
• STM32
• sensores de 3,3 V
• memórias
• circuitos SPI
• circuitos I²C
• ADCs
• DACs
• módulos de comunicação

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4. Corrente de saída

A família LM1117 é especificada para fornecer até aproximadamente:

800 mA

Entretanto, é importante não interpretar isso como "800 mA garantidos em qualquer condição".

A corrente efetivamente disponível depende de:

• tensão de entrada;
• tensão de saída;
• temperatura ambiente;
• temperatura da junção;
• área de cobre da PCB;
• dissipação térmica;
• encapsulamento;
• potência dissipada.

Quanto maior a diferença entre VIN e VOUT, maior será a dissipação térmica.

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5. Dissipação de potência

Em um regulador linear, a potência dissipada é aproximadamente:

P = (VIN − VOUT) × IOUT

Exemplo 1 — 5 V para 3,3 V

Com:

• VIN = 5 V
• VOUT = 3,3 V
• IOUT = 100 mA

Temos:

P = (5 − 3,3) × 0,1

P = 0,17 W

Uma dissipação relativamente pequena.

Exemplo 2 — 12 V para 3,3 V

Com 100 mA:

P = (12 − 3,3) × 0,1

P = 0,87 W

Já é uma dissipação considerável para um encapsulamento SOT-223.

Exemplo 3 — 24 V para 3,3 V

Com apenas 100 mA:

P = (24 − 3,3) × 0,1

P = 2,07 W

Nesse caso, o LM1117 pode atingir uma temperatura muito elevada.

Por isso, não é uma boa solução utilizar o LM1117 diretamente de 24 V para 3,3 V.

Para aplicações industriais de 24 V, é muito melhor utilizar:

24 V
 │
 ▼
┌────────────────┐
│ Conversor BUCK │
│    24 → 5 V    │
└───────┬────────┘
        │
        │ 5 V
        ▼
┌────────────────┐
│ LM1117MPX-3.3  │
│     5 → 3,3 V  │
└───────┬────────┘
        │
        ▼
       3,3 V

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6. Dropout

O LM1117 é classificado como LDO, porém seu dropout não é tão baixo quanto o de LDOs modernos de ultra-baixo dropout.

A tensão de dropout aumenta conforme a corrente de saída aumenta.

Por isso, embora seja possível obter 3,3 V a partir de uma tensão relativamente próxima, uma alimentação de 5 V é uma escolha muito mais confortável para produzir 3,3 V.

Em condições de carga elevada, o dropout pode chegar à ordem de 1,2 V.

Assim, de maneira simplificada:

VIN > 3,3 V + VDROP

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7. Pinagem do SOT-223

O LM1117MPX-3.3 utiliza o encapsulamento SOT-223.

A configuração é:

              LM1117
           ┌───────────┐
           │           │
 GND ──────┤ 1       3 ├──── VIN
           │           │
 VOUT ─────┤ 2         │
           └─────┬─────┘
                 │
                 │ TAB
                 │
                 ▼
                VOUT

Terminais

Pino 1 — GND

Terminal de referência/terra.

Pino 2 — VOUT

Saída regulada de 3,3 V.

Pino 3 — VIN

Entrada da tensão que será regulada.

Aba térmica — VOUT

A aba metálica do encapsulamento está eletricamente associada à saída.

Isso é importante no projeto da PCB porque a área de cobre utilizada para dissipação térmica também estará no potencial de 3,3 V.

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8. Capacitores

O LM1117 deve ser utilizado com capacitores adequados para garantir estabilidade e bom comportamento transitório.

Uma configuração prática é:

                   LM1117
              ┌─────────────┐
       5 V ───┤ IN       OUT├────── 3,3 V
          │   │             │   │
        10µF  │             │  10µF
          │   └──────┬──────┘   │
          │          │           │
         GND        GND         GND

Também é recomendável adicionar capacitores cerâmicos de 100 nF próximos ao regulador:

VIN:  10 µF + 100 nF
VOUT: 10 µF + 100 nF

Os capacitores devem ficar fisicamente próximos aos terminais do componente.

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9. Proteção térmica

O LM1117 possui proteção térmica interna.

Se a temperatura da junção atingir um nível excessivo, o circuito reduz sua operação para evitar danos permanentes.

Entretanto, essa proteção não deve ser utilizada como método normal de controle de temperatura.

Se o regulador entra constantemente em proteção térmica, isso indica que o projeto precisa ser revisto.

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10. Limitação de corrente

O dispositivo também possui limitação interna de corrente.

Em caso de sobrecarga ou curto-circuito na saída, o regulador reduz a corrente fornecida para limitar a dissipação e proteger o componente.

Novamente, isso não significa que seja recomendável manter o componente em curto continuamente.

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11. Aplicação com CH32V003

Para uma placa baseada no CH32V003, o LM1117MPX-3.3 pode ser utilizado de maneira bastante simples:

                 +5 V
                  │
                  │
              ┌───┴────┐
              │        │
             10µF    100nF
              │        │
              └───┬────┘
                  │
                  ▼
             ┌──────────┐
             │ LM1117   │
             │  3.3 V   │
             └────┬─────┘
                  │
               3,3 V
                  │
        ┌─────────┼─────────┐
        │         │         │
       MCU      Sensor     SPI
     CH32V003

É uma solução simples, barata e bastante conhecida.

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12. Vantagens

As principais vantagens do LM1117MPX-3.3 são:

• circuito extremamente simples;
• saída fixa de 3,3 V;
• não necessita de resistores de ajuste;
• boa disponibilidade no mercado;
• baixo custo;
• encapsulamento SOT-223;
• capacidade de corrente relativamente elevada;
• proteção térmica;
• limitação de corrente;
• baixo nível de complexidade no projeto;
• adequado para circuitos digitais e analógicos de baixa potência.

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13. Desvantagens

Por ser um regulador linear, apresenta algumas limitações:

• baixa eficiência quando VIN é muito maior que 3,3 V;
• dissipação térmica relativamente elevada;
• dropout maior que o de LDOs modernos;
• não é apropriado para reduzir diretamente 24 V para 3,3 V em cargas significativas;
• a capacidade de corrente fica limitada pelo gerenciamento térmico.

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14. Aplicações típicas

O LM1117MPX-3.3 pode ser encontrado em:

• placas de microcontroladores;
• sistemas embarcados;
• módulos de sensores;
• equipamentos de instrumentação;
• placas de desenvolvimento;
• equipamentos de comunicação;
• fontes auxiliares de 3,3 V;
• circuitos SPI;
• circuitos I²C;
• sistemas com ADC/DAC;
• interfaces digitais;
• circuitos de automação.

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15. Identificação do código

O código pode ser dividido da seguinte maneira:

LM1117
→ família do regulador LDO.

MPX
→ identifica a variante de encapsulamento/embalagem associada ao SOT-223.

-3.3
→ tensão de saída fixa de 3,3 V.

/NOPB
→ versão com acabamento sem chumbo (Pb-Free).

Portanto:

LM1117MPX-3.3/NOPB = Regulador LDO de 3,3 V, 800 mA, encapsulamento SOT-223, Texas Instruments.

Descrição comercial recomendada

Circuito integrado regulador de tensão linear LDO, saída fixa de 3,3 V, corrente de saída de até 800 mA, encapsulamento SOT-223, modelo LM1117MPX-3.3/NOPB, fabricante Texas Instruments.