电源不是背景条件

初学者画系统框图时，常常把电源当成理所当然的背景。实际工程中，电源是故障率最高的环节之一。

---

电源要解决三个问题

① 电压对不对

不同器件要不同电压：

器件	典型工作电压
单片机	3.3V 或 5V
传感器	3.3V
电机	6V / 12V / 24V
喇叭功放	5V–12V
锂电池	3.0–4.2V（会变！）

注意锂电池那一行：满电 4.2V，快没电 3.0V。如果单片机要稳定的 3.3V，就必须在中间加一个稳压电路——不能直接接。

两种稳压方式：

方式	原理	优缺点
LDO 线性稳压	多余的电压变成热	简单便宜，但效率低、会发烫
DC-DC 开关电源	快速开关 + 储能元件转换	效率高（可达 90%+），但电路复杂、有噪声

类比：LDO 像用刹车控制车速——多余的动能变成刹车片的热；DC-DC 像间歇踩油门——不浪费，但没那么平稳。

② 电流够不够

这是最常被忽略的一点。 电压对了不代表能工作：

一个稳压芯片标称 3.3V / 100mA。
你接的电机启动瞬间要 500mA。
结果：电压被拉垮，单片机复位重启。

现象是「一开电机整个系统就重启」——很多人以为是程序有 bug，实际是电源带不动。

记住：电机、继电器、喇叭这类「动起来的东西」，启动瞬间的电流远大于稳定运行时。

③ 干净不干净

电源上的电压不是一条平直的线，会有纹波和噪声。数字电路对此不敏感，但：

• 音频电路 → 会听到「嗡嗡」声
• 传感器采样 → 读数跳动
• 无线模块 → 通信不稳定

最基础的对策：去耦电容。 在每个芯片的电源引脚旁边接一个 0.1µF 电容到地。

它的作用像一个小水库：芯片突然要电时，电容就近供应，不用等远处的电源反应过来。

这是电子电路里最普遍、也最容易被初学者漏掉的一个元件。

---

电源引发的三个典型故障

现象	常见原因
一带负载就重启	电流不够，电压被拉垮
稳压芯片烫手	LDO 压差太大（如 12V 降 3.3V），发热功率大
传感器读数乱跳	电源噪声大，缺去耦电容
电池很快没电	有元件在待机时仍在耗电

---

画系统图时怎么处理电源

电源要单独画一条支路，并标注每一段的电压：

电池 3.7V ──→ 升压 5V ──→ 功放
         └──→ 稳压 3.3V ──→ 单片机 / 传感器

一眼能看出「哪个器件吃哪路电」，排查时就知道该测哪里。

练习：给一个「用锂电池供电、含单片机和小电机」的系统画出电源分配图，标出每段电压，并说明电机启动时最可能出什么问题。