当前位置：首页 > news >正文

嵌入式硬件篇---ESP32稳压板

news 2025/7/30 22:20:47

制作 ESP32 稳压板的核心目标是：给 ESP32 提供稳定的 3.3V 电源（ESP32 的工作电压必须是 3.3V），同时支持多种供电方式（比如锂电池、USB、外接电源），并具备保护功能（防止过流、接反电源等）。整个流程和搭积木类似，一步步把 “供电→稳压→保护→输出” 这几个模块拼起来，新手也能看懂。

一、先明确：你的稳压板要实现什么功能？

在动手前，先想清楚这 3 个问题（直接决定电路设计）：

输入电源类型：打算用什么给稳压板供电？
- 常见选择：锂电池（3.7V，适合移动场景）、USB 线（5V，插电脑或充电器）、外部直流电源（比如 7-12V，适合固定场景）。
最大输出电流：ESP32 本身峰值电流约 200mA，如果接了传感器、电机等外设，总电流可能到 500mA 甚至 1A。稳压板必须能 “供得上” 这个电流。
是否需要锂电池充电功能：如果用锂电池，是否要集成充电电路（比如插 USB 时自动给电池充电）？

二、稳压板的核心组成部分（缺一不可）

不管设计多简单，稳压板都得包含这 5 个部分，按 “电源流动方向” 排列：

1. 输入接口（电源从这进来）

作用：让外部电源能接到稳压板上，比如：

USB 接口：Micro USB 或 Type-C（方便插手机充电器或电脑，提供 5V 电源）；
锂电池接口：PH2.0 端子（接 3.7V 锂电池，比如 18650 电池）；
DC 插座：如果用外部 7-12V 电源，加一个 5.5mm DC 插座（注意极性，内正外负）。

注意：如果支持多种输入（比如同时支持 USB 和锂电池），要加 “防倒灌电路”—— 用二极管或 MOS 管，防止锂电池的电通过 USB 接口倒流出去（比如插 USB 时，锂电池不会耗电）。

2. 保护电路（防止板子烧坏）

这是新手最容易忽略但最关键的部分，能避免 “接反电源”“短路” 等低级错误导致的损坏：

反接保护：在电源输入端串一个 “肖特基二极管”（比如 SS14），电源接反时二极管截止，电路不通（不会烧元件）；
过流保护：串一个 “自恢复保险丝”（比如 500mA 或 1A 的），当电流过大（比如短路），保险丝会自动断开，故障排除后恢复导通；
稳压芯片保护：在稳压芯片输入端加一个 “10uF 电解电容”+“100nF 陶瓷电容”，过滤电源中的杂波，保护芯片不被冲击损坏。

3. （可选）锂电池充电管理（如果用锂电池）

如果输入包含锂电池，需要一个 “充电芯片”（比如 TP4056，便宜又常用），功能是：

插 USB 时自动给锂电池充电，充满后自动停止（防止过充）；
输出 “电池电压”（3.7-4.2V）给后面的稳压电路。

接线要点：TP4056 的输入端接 USB 的 5V，输出端（BAT 脚）接锂电池，输出（OUT 脚）接稳压电路的输入端。再加一个 “充电指示灯”（红色 LED，充电时亮）和 “充满指示灯”（绿色 LED，充满后亮），方便观察状态。

4. 稳压核心电路（把输入电压转成 3.3V）

这是稳压板的 “心脏”，作用是把输入的不稳定电压（比如锂电池 3.7-4.2V、USB 5V、外部 7-12V）稳定成 3.3V，供 ESP32 使用。

稳压芯片选择（根据输出电流选）：
- 小电流（≤300mA，仅 ESP32 无外设）：选 AMS1117-3.3（便宜，但效率低，发热略大）；
- 中电流（≤500mA，带 1-2 个传感器）：选 XC6206P332MR（低压差，发热小）；
- 大电流（≤1A，带电机、显示屏）：选 MP2307-3.3（开关型稳压，效率高，适合大电流）。

接线要点：稳压芯片的 “输入端” 接前面的电源（比如锂电池的输出、USB 的 5V），“输出端” 接 3.3V 输出接口，“接地端” 接 GND。输出端必须加 “10uF 电解电容”+“100nF 陶瓷电容”（过滤输出纹波，否则 ESP32 可能死机）。

5. 输出接口（给 ESP32 供电）

作用：把稳定的 3.3V 电源传给 ESP32，通常用 2.54mm 间距的排针（和 ESP32 开发板的电源引脚对应），至少包含：

3.3V 引脚（接 ESP32 的 3.3V）；
GND 引脚（接 ESP32 的 GND，必须共地）；
（可选）5V 引脚（如果需要给 5V 外设供电，直接从 USB 取 5V 输出）。

注意：输出引脚要标注清晰（丝印 “3.3V”“GND”），避免 ESP32 接反烧板。

三、准备工具和材料（列清单，缺一不可）

1. 设计软件（画电路图和 PCB 板）

新手首选立创 EDA（网页版），不用安装，直接在浏览器里画，有现成的元件库（比如 TP4056、MP2307 都能直接搜到），教程多，适合零基础。

2. 元器件清单（按功能分类买）

模块	具体元件（举例）	作用
输入接口	Micro USB 座、PH2.0 锂电池端子、DC 插座	接入外部电源
保护电路	SS14 肖特基二极管、1A 自恢复保险丝	防反接、防过流
充电管理（可选）	TP4056 充电模块、1kΩ 电阻、红 / 绿 LED	给锂电池充电、指示状态
稳压核心	MP2307-3.3（或 AMS1117）、10uF 电解电容、100nF 陶瓷电容	把输入电压转成稳定 3.3V
输出接口	2.54mm 排针（至少 2Pin：3.3V 和 GND）	连接 ESP32

购买渠道：立创商城（元件质量靠谱，适合小批量）、淘宝（便宜，适合凑单），记得买 “直插封装”（比如 AMS1117-3.3 买 TO-220 封装，好焊接），别买贴片（新手难焊）。

3. 工具（焊接和测试用）

焊接工具：60W 恒温电烙铁（新手选带调温的，避免温度太高）、0.8mm 松香芯焊锡（容易上锡）、镊子（夹小元件）、助焊剂（焊接时涂一点，焊点更光滑）。
测试工具：万用表（测电压、通断，必备！）、USB 线（给稳压板供电测试）、ESP32 开发板（最后测试是否能正常供电）。

四、设计流程（从画图到出实物，分 4 步）

1. 画原理图（用立创 EDA，1 小时搞定）

打开立创 EDA，新建 “工程”，从元件库拖入所有元件，然后用导线连接，关键路径：

USB 输入路径：USB 的 5V → 肖特基二极管（防反接） → 自恢复保险丝 → 分两路（一路给 TP4056 充电，一路直接给稳压芯片）；
锂电池路径：锂电池 → TP4056 的 BAT 脚 → TP4056 的 OUT 脚 → 稳压芯片输入端；
稳压输出路径：稳压芯片输出 3.3V → 滤波电容 → 输出排针（3.3V 和 GND）。

画完后用软件的 “DRC 检查”（设计规则检查），确保没有短路、没有未连接的引脚。

2. 画 PCB 板（确定元件位置和布线）

布局：把元件 “摆” 在板子上，原则是：电源路径短（比如 USB→稳压芯片→输出接口的线尽量直），发热元件（如 MP2307）远离其他元件，USB 座、输出排针放在板子边缘（方便插拔）。
布线：电源线（5V、3.3V、GND）要粗（至少 1mm 宽，大电流的话 2mm），信号线（如果有指示灯）可以细点（0.3mm）。GND 要 “铺铜”（把板子上的空白区域都接 GND），抗干扰能力更强。
尺寸：新手建议做 5cm×3cm 的板子（不大不小，方便打样和焊接），四个角留 3mm 螺丝孔（方便固定）。