【Raspberry Pi 3试用体验】【3】看图识板

电路

树莓派的电路原理图确实没有什么可说的，因为毕竟你又不重新设计自己的板卡，但是通过电路原理图可以学到很多有用的电路设计知识，以后在自己设计其他板卡的时候也可以参考那些经典板卡的电路原理图，这样就不用担心自己设计的电路有很大的BUG，也不会因为一个小问题找了半天而耽误时间。

下边，我们来看看raspberry Pi 3B的电路原理图能给我们带来什么。

首先从电源供电电路部分来说。

在raspberryPi 3B电路中共有这么几种电压，5V，3V3，1V8，5V_CORE，VDD_CORE，PLL_VDD，RUN，H5V（HDMI用），AUD_3V3(audio用)，树莓派的电源电路确实还是挺复杂的，但整体来说树莓派的电源电路还是非常简洁，用的元器件并不多。

首先，从供电的输入端Mico USB可以看到，该接口仅仅是起到供电作用，并没有USB串口。

后边有一个管子F1（MF-MSMF250/X），这是一个自恢复保险丝，这里给了一个大概的型号，通过查找物料发现，只找到了一款对应的型号-MSMF250/16，具体参数如下图所示：

通过这个表可以了解到，该保险丝最大耐压16V，持续通过电流高达2.5A，峰值电流为5A。

Q3为续流二极管，有防反接作用。

BCM857BS为NXP的三极管，与D5瞬态抑制二极管（TVS管）SMJ5.0a实现5V稳压。

BCM857BS引脚图如下所示：

PAM2306AYPKE芯片为DC-DC开关稳压芯片，这里为树莓派CPU及外设提供1.8V和3.3V电压，典型应用电路如下图所示。

下面这个电路是通过5V和DMG2305 P MOS管得到5V_CORE和SDRAM的LDO使能信号，以及CPU的RUN信号，这里我还不清楚为什么这么设计，有知道的还请指点下。

5V_CORE要为芯片RT8088AWSC供电，但是我并没有找到这个芯片是做什么用的，请大神指点。

然后就是LED指示灯部分，PI3板载两个LED灯，电源指示灯为RED，状态指示灯为GREEN，这两个LED灯都是可控的，且都为高电平点亮，并且电源指示灯收复位信号的影响，电路如下图所示。

下图为树莓派3的主控——博通BCM2839的部分应用电路图，官方对外的原理图只有一部分。

下图为HDMI电路原理图，其中RT9741CGV为显示器高压驱动芯片，HDMI转VGA显示器转VGA转换线的电路就是从这部分获取电能，也就是从BCM857BS 5V稳压这里汲取电流，因为供电电源最高能提供2.5A的电流，最高也就是12.5W的功率，单CPU、GPU和WiFi蓝牙以及DISPLAY接口的功率都已经很高了，如果HDMI转接器仍通过该板卡供电的话，板子估计会吃不消，这也是为什么一些童鞋使用HDMI转VGA转接板显示花屏或者根本不现实的原因吧，我试过用这个转接板，真的没法显示，所以买了自带电源供电的HDMI转VGA转接板，这里建议使用VGA显示器的童鞋们，最好使用自带供电的HDMI转接板。

树莓派3的扩展接口，该接口可以实现众多的外设接口。可以外加SPI显示屏、串口屏、各类传感器等等。

树莓派3B 40pin外设接口功能图如下所示：

以上是对树莓派3电路原理图的简单分析，我们能经常接触的部分电路也就是后边这个扩展IO电路了，其中部分电路我也不怎么懂，还请大神指教。

sunliang · 2016-4-26 18:15:47

写的不错支持期待楼主的更新给你加推荐

Murphy · 2016-4-26 18:47:41

elecfans跑堂发表于 2016-4-26 18:15
写的不错支持期待楼主的更新给你加推荐

哈哈，谢谢支持，努力中

xing_chang · 2016-5-18 23:05:56

”下面这个电路是通过5V和DMG2305 P MOS管得到5V_CORE和SDRAM的LDO使能信号，以及CPU的RUN信号，这里我还不清楚为什么这么设计，有知道的还请指点下。“
这个应该是上电时序要求。

谁知道电源入口处的Q3、U14的作用

曲终人散 · 2016-5-19 13:35:15

写的够详细，支持楼主

jiangli · 2016-6-19 17:28:34

写的不错支持太有才了

Robot_V1 · 2016-7-13 19:22:16

请问图中黑框中的电路的作用及原理。
还有，能否从图中5V端供电？

liuyu305 · 2016-12-4 13:17:35

吐槽下，那个Q3是PMOS防电源反接的电路，不是楼主说的是个续流二极管。

陈盈锋 · 2017-6-6 10:47:30

是树莓派3的原理图吗？有没有全的，共享下，我也想学习学习

黄金周 · 2017-6-7 20:57:01

相当不错，厉害

゛向日葵的执着 · 2017-8-2 23:17:33

学习了一下

古玉 · 2017-10-18 17:23:58

图中黑框中的电路的作用及原理
防止USB供电中出现的电流倒灌
配对管通过对比Q3的 3脚（Vin）与 2脚（Vout），控制Q3的 1脚（门极）电压，实现Q3的通断
具体可以参考：
https://www.amobbs.com/thread-5658515-1-1.html （最下方）
http://robotics.ong.id.au/2014/0 ... protection-circuit/

匹配的PNP晶体管用作电压比较器。
当Vin> Vout时，PNP被偏置，使得mosfet被接通。
当Vin 换句话说，电路用作使电流仅在正向流动的二极管。

这种“二极管”优于硅或甚至肖特基二极管的优点是电压降低得多。
这种二极管功能很重要，因为当RPI连接到计算机的USB端口时，RPI绝对不能将电流上游流向VBus。

没有这个PNP电路，如果Vout上存在电压，则mosfet将被打开。
如果RPI通过GPIO扩展端口供电，则会出现Vout上的电压。
如果这个施加的电压恰好高于VBus，则电流将流入VBus，从而潜在地损害计算机。

电路的工作原理是：
如果Vin = Vout，则说5.0V，PNP晶体管以当前的镜像配置偏置。
晶体管U14的Vb将为5-0.6 = 4.4V，镜像配置意味着Vg也将为4.4V。
Vgs为4.4-5.0 = -0.6V。 mosfet将处于关闭状态（几乎打开）。

如果Vout略低于Vin，则说4.9V，U14a仍然会像以前一样偏置，所以Vb仍然是4.4。
U14b的Vbe现在将为4.4-4.9 = -0.5，U14b将关闭，Vg将为0V，因为没有电流流经R3。
Vgs将为0-4.9 = -4.9V，并且mosfet将被完全打开。

如果Vout稍高于Vin，则说5.1V。
U14b将通过偏置电阻R2导通。
晶体管U14b将处于饱和模式，Vg将比Vout，
Vgs = -0.2低0.2 V，MOSFET将关闭。

结论
RPI型号B +中的保护电路用作理想功率二极管。

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