今天我们来讲一个在开发板上至关重要的部分
电源
大部分开发板需要的电压是3.3V,而我们日常生活中可以直接给3.3V电压设备供电的还真不多。就比如锂电池是3.7到4.2V。USB接口的电压是5V。大部分的手机电源适配器也都是5V。所以,为了方便使用,需要一个芯片来把电压转换为3.3V。
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说到电压转换这可是个大坑, 很多开发板坏的原因都是因为电压转换芯片出了问题
我就遇到过好几个莫名奇妙的发现开发板用不了了。给开发板一通电,某一芯片的温度就立刻上升到烫手。一看是一个电压转换芯片。
甚至如果你的开发板有问题,插上电脑会导致电脑死机,重启,甚至直接烧坏USB接口
这个我也同样遇到过,死机,重启,烧坏USB都亲身经历。
这些我估计都是电源管理上出了问题。
电压转换芯片我认为是必须要配的,因为它不但负责电压转换,还要负责输出稳定的电压。
电压转换芯片,一般分为两种
LDO和DC-DC
DC-DC的意思是一种直流电压数值转换为另一种直流电压数值的稳压器,只要符合这个定义都可以叫DC-DC转换器,包括LDO。但是一般的情况下,DC-DC单指
开关稳压器 ,也是你可能听过的名字 开关电源
它用的最多的是这两种设计:
Buck电路可以实现降压 , Boost电路可以实现升压 ,把这两者结合起来可以实现 升降压 。
DC-DC转换器的特点是 效率高 ,可以输出 大电流 ,还可以实现 降压 ,升压, 升/降压 和
反相 等等电路,但是成本相对高一些。
LDO
(low drop-out)
是一种低压差线性稳压器。
特点是特别适合在压差低的情况下使用,LDO就是针对这个使用场景研发的。LDO的使用条件,一个是 只能降压 ,没法升压。二是
输入电压和输出电压差值不要太大 , 越大效率就越低,发热就越严重
。还有一个比较关键的不能输出太大的电流,输出的电流超过500mA,发热量就会比较夸张。
比如5V转3.3V,就是典型的LDO的使用场景。
而一般情况下DC-DC的压差要比较大才能够正常工作。可以说和LDO刚好相反。
对于运行电压是3.3V的开发板来说LDO显然是最好的选择,但是LDO也有效率不高,压差越大发热越大的问题。而且输出的电流比较小,输出大电流只能选DC-DC。
如果你想要使用锂电池供电,最好使用锂电池电源管理芯片,来控制锂电池的充放电,避免出现过充过放的情况。过充过放对于电池来说相当危险,有爆炸的可能。
而在开发板上,使用最多的电压转换芯片就是
AMS1117
我见过大量的开发板使用这个,特别是各种国内仿制的各种Arduino,ESP32开发板,各个都是清一色的AMS1117。
AMS1117的问题是 过于泛滥 ,你买到的极有可能是山寨的AMS1117。
而且AMS1117用的已经太多了,是个老芯片。技术已经比较老旧。
如果你买到了山寨的芯片,你可能遇到几天坏了,或者用着用着就坏了的情况,这个我是比较有感触的,买10个,就会有一两个可能会出问题。
我研究了一圈,选了和乐鑫的ESP32-S3开发板同款的电压转换芯片。
一个国产芯片厂商
圣邦微电子
SGM2212
采用CMOS技术设计,输入电压,最大至20V,最高可输出800mA电流。还带有短路电流限制和热关断保护。而且尺寸和AMS1117相同。
其他特性包括 短路电流限制 和 热关断保护 。
我这边还没测试过,看它的电路很简单,使用起来相当方便。而且经过了乐鑫验证,应该可以放心使用。
我们把电路抄过去就行,省事儿,电路画完之后连接到模组的3V3引脚和GND引脚完事儿。
还要记得把USB这边的引脚也要连接到电压转换芯片上。
这样电源的问题我们就解决了。
好了,这期先说到这儿,有啥想说的,可以下面留言,喜欢我写的东西的记得点赞。
开发板的电压转换芯片该选哪个?
2025年04月15日 芯板坊
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