ESP-Drone控制板设计的第4个任务-绘制3.3V电源电路-优快云博客

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本文详述了ESP-Drone控制板的电源设计，采用SGM2205 LDO实现+3.3V电源，利用P-MOSFET防止电流倒灌，并通过电阻分压监控电池电量。原理图设计中，考虑了标准电阻系列以方便采购，同时预留了微调输出电压的选项，确保电源稳定性与灵活性。

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1、摘要

单片机系统工作离不开电源，ESP-Drone控制板核心处理器的工作电源为+3.3V，考虑到无人飞行器一般采用+3.7V电池进行供电，此类电池充满电后的电压一般为+4.2V，所以要获得+3.3V的电源，必须使用低压差的线性稳压器（LDO）。

2、设计过程记录

第1步，查看官方参考设计电源部分的原理图。

如图2-1-1所示，官方的参考设计使用的LDO是盛邦微电子的SGM2205，经查阅资料，确认它在满负荷工作时的压差为450mV。在官方的电源设计电路中，还采用了一个P-MOSFET组成防电流倒灌电路，它由器件R10、Q1、D3组成，工作原理描述如下：

当VBUS端口没有电压输入时，电压的供电回路为：VBAT->Q1->VSYS，这里有一个很特殊的设计，即在刚上电的瞬间，Q1还没有导通，此时的电压供电回路为VBAT->Q1中的寄生二极管->VSYS，Q1的源极电压为VSYS，由于Q1的栅极通过电阻R10接地，那么Q1的源极电压就会大于栅极电压，满足P-MOSFET导通的条件，因此Q1导通，Q1导通后具有很小的导通电阻，这时Q1的体寄生二极管则被旁路而截止，所以就大大降低Q1自身的功率消耗。

当VBUS端被加上电压时，Q1的栅极电压等于VBUS（一般为5V），VSYS端的电压约为4.7V（VBUS-0.3V），这时Q1栅极电压大于Q1的源极电压，不符合P-MOSFET的导通条件，因此VBUS电压就无法倒灌到VBAT端了。

R17、R19组成了一个分压电路，ADC_BAT网络被接到了单片机的ADC输入端口，通过定时采ADC_BAT的电压值，可以实时监控电池的电量，以确保飞行的安全，例如让飞机能够及时返航降落。

第2步，使用KiCAD绘制电源部分的原理图。