負(fù)壓是怎么產(chǎn)生的?附電路詳細(xì)分析
發(fā)布時(shí)間:2019-08-02 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】在電子電路中我們常常需要使用負(fù)的電壓,比如說我們?cè)谑褂眠\(yùn)放的時(shí)候常常需要給他建立一個(gè)負(fù)的電壓。下面就簡(jiǎn)單的以正5V電壓到負(fù)電壓5V為例說一下他的電路。
負(fù)電壓的產(chǎn)生電路圖原理
在電子電路中我們常常需要使用負(fù)的電壓,比如說我們?cè)谑褂眠\(yùn)放的時(shí)候常常需要給他建立一個(gè)負(fù)的電壓。下面就簡(jiǎn)單的以正5V電壓到負(fù)電壓5V為例說一下他的電路。
通常我需要使用負(fù)電壓時(shí)一般會(huì)選擇使用專用的負(fù)壓產(chǎn)生芯片,但這些芯片都比較貴比如ICL7600,LT1054等等。哦差點(diǎn)忘了MC34063了這個(gè)芯片使用的最多了,關(guān)于34063的負(fù)壓產(chǎn)生電路我這里不說了在datasheet中有的。下面請(qǐng)看我們?cè)趩纹瑱C(jī)電子電路中常用的兩種負(fù)壓產(chǎn)生電路。
現(xiàn)在的單片機(jī)有很多都帶有了PWM輸出,我們?cè)谑褂脝纹瑱C(jī)的時(shí)候PWM很多時(shí)候是沒有用到的用他輔助產(chǎn)生負(fù)壓是不錯(cuò)的選擇。
上面的電路是一個(gè)最簡(jiǎn)單的負(fù)壓產(chǎn)生電路了。他使用的原件是最少的了我們只需要給他提供1kHZ左右的方波就可以了,相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單。這里需要注意這個(gè)電路的代負(fù)載能力是很弱的,同時(shí)在加上負(fù)載后電壓的降落也比較大。
由于上面的原因產(chǎn)生了下面的這個(gè)電路:
負(fù)電壓產(chǎn)生電路分析
電壓的定義:電壓(voltage),也稱作電勢(shì)差或電位差,是衡量單位電荷在靜電場(chǎng)中由于電勢(shì)不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所做的功,電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。
說白了就是:某個(gè)點(diǎn)的電壓就是相對(duì)于一個(gè)參考點(diǎn)的電勢(shì)之間的差值。V某=E某-E參。一般我們把供電電源負(fù)極當(dāng)作參考點(diǎn)。電源電壓就是Vcc=E電源正-E電源負(fù)。
想產(chǎn)生負(fù)電壓,就讓他相對(duì)于電源負(fù)極的電勢(shì)更低即可。要想更低,必須有另一個(gè)電源的介入,根本原理都是利用兩個(gè)電源的串聯(lián)。電源2正極串聯(lián)在參考電源1的負(fù)極后。電源2負(fù)極就是負(fù)電壓了。
一個(gè)負(fù)電壓產(chǎn)生電路:利用電容充電等效出一個(gè)新電源,電容串聯(lián)在GND后,等效為電源2。則產(chǎn)生負(fù)電壓。
1、電容充電:當(dāng)PWM為低電平時(shí),Q2打開,Q1關(guān)閉,VCC通過Q2給C1充電,充電回路是VCC-Q2-C1-D2-GND。C1上左正右負(fù)。
2、電容C1充滿電
3、電容C1作為電源,C1高電勢(shì)極串聯(lián)在參考點(diǎn)。C1放電,從C2續(xù)流,產(chǎn)生負(fù)電壓。
當(dāng)PWM為低電平時(shí),Q2關(guān)閉,Q1打開,C1開始放電,放電回路是C1-C2-D1,這實(shí)際上也是對(duì)C2進(jìn)行充電的過程。C2充好電后,下正上負(fù),如果VCC的電勢(shì)為5點(diǎn)幾伏,就可以輸出-5V的電壓了。
產(chǎn)生負(fù)電壓(-5V)的方案
7660和MAX232輸出能力有限,做示波器帶高速運(yùn)放很吃力,所以魏坤也得用4片并聯(lián)的方式擴(kuò)流。
第一版是7660兩片并聯(lián)的。
用普通的DC/DC芯片都可以產(chǎn)生負(fù)電壓,且電壓精確度同正電壓一樣,驅(qū)動(dòng)能力也很強(qiáng),可以達(dá)到300mA以上。
一般的開關(guān)電源芯片都能產(chǎn)生負(fù)電壓,實(shí)在不行用用開關(guān)電源輸出的PWM去推電荷泵,也可以產(chǎn)生較大的電流,成本也很低,不知紋波要求多少,電荷泵用LC濾波之后紋波相當(dāng)小的。7660是電荷泵所以電流很小。
整個(gè)示波器的設(shè)計(jì)數(shù)字電源的+5V和模擬電源的+5V是分開供電的,但是數(shù)字地和模擬地應(yīng)該怎么處理呢?
數(shù)字地和模擬地是一定要連在一起的,不然電路沒法工作。
數(shù)字部分的地返回電流不能流過模擬部分地,兩個(gè)地應(yīng)該在穩(wěn)定的地參考點(diǎn)連在一起。
負(fù)電壓的意義
1、人為規(guī)定。例如電話系統(tǒng)里是用-48V來供電的,這樣可以避免電話線被電化學(xué)腐蝕。當(dāng)然了,反著接電話也是可以工作的,無非是電壓參考點(diǎn)變動(dòng)而已。
2、通訊接口需要。例如RS232接口,就必須用到負(fù)電壓。-3V~-15V表示1,+3~+15V表示0。這個(gè)是當(dāng)初設(shè)計(jì)通訊接口時(shí)的協(xié)議,只能遵守咯。PS:MAX232之類的接口芯片自帶電荷泵,可以自己產(chǎn)生負(fù)電壓。
3、為(非軌到軌)運(yùn)放提供電源軌。老式的運(yùn)放是沒有軌到軌輸入/輸出能力的,例如OP07,輸入電壓范圍總是比電源電壓范圍分別小1V,輸出分別小2V。這樣如果VEE用0V,那么輸入端電壓必須超過1V,輸出電壓不會(huì)低于2V。這樣的話可能會(huì)不滿足某些電路的設(shè)計(jì)要求。為了能在接近0V的輸入/輸出條件下工作,就需要給運(yùn)放提供負(fù)電壓,例如-5V,這樣才能使運(yùn)放在0V附近正常工作。不過隨著軌到軌運(yùn)放的普及,這種情況也越來越少見了。
4、這個(gè)比較有中國(guó)特色,自毀電路。一般來說芯片內(nèi)部的保護(hù)電路對(duì)于負(fù)電壓是不設(shè)防的,所以只要有電流稍大,電壓不用很高的負(fù)電壓加到芯片上,就能成功摧毀芯片。
推薦閱讀:
特別推薦
- 數(shù)字儀表與模擬儀表:它們有何區(qū)別?
- 基于APM32F411的移動(dòng)電源控制板應(yīng)用方案
- 基于GD32F407VET6主控芯片的永磁同步電機(jī)控制器設(shè)計(jì)
- 光迅科技發(fā)布O波DWDM光模塊
- 長(zhǎng)光辰芯發(fā)布16MP全局快門CMOS圖像傳感器
- Murata推出更適合薄型設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景的3.3V輸入、12A輸出的DCDC轉(zhuǎn)換IC
- 合熠智能推出超小型激光光電傳感器,堅(jiān)固耐用,精準(zhǔn)檢測(cè)
技術(shù)文章更多>>
- 從幾大典型場(chǎng)景,看安森美賦能邊緣智能應(yīng)用的高性能“產(chǎn)品力”
- 【測(cè)試案例分享】 如何評(píng)估熱載流子引導(dǎo)的MOSFET衰退
- 深入探討適用于低功耗工業(yè)電機(jī)控制的CANopen協(xié)議
- 是德科技掀起新革命:通用示波器正式邁入14bit ADC時(shí)代
- DigiKey與 Lippincott 合作品牌煥新項(xiàng)目榮獲2025年度 Graphis 設(shè)計(jì)大賽金獎(jiǎng)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
保護(hù)器件
保險(xiǎn)絲管
北斗定位
北高智
貝能科技
背板連接器
背光器件
編碼器型號(hào)
便攜產(chǎn)品
便攜醫(yī)療
變?nèi)荻O管
變壓器
檳城電子
并網(wǎng)
撥動(dòng)開關(guān)
玻璃釉電容
剝線機(jī)
薄膜電容
薄膜電阻
薄膜開關(guān)
捕魚器
步進(jìn)電機(jī)
測(cè)力傳感器
測(cè)試測(cè)量
測(cè)試設(shè)備
拆解
場(chǎng)效應(yīng)管
超霸科技
超級(jí)本
超級(jí)電容