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图文并茂分析单片机中常用的负压产生电路_电压_电源

落叶飘零 2024-12-20 20:04:57 0

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在电子电路中我们常常须要利用负的电压,比如说我们在利用运放的时候常常须要给他建立一个负的电压。
下面就大略的以正5V电压到负电压5V为例说一下他的电路。

常日我须要利用负电压时一样平常会选择利用专用的负压产生芯片,但这些芯片都比较贵比如ICL7600,LT1054等等。
哦差点忘了MC34063了这个芯片利用的最多了,关于34063的负压产生电路我这里不说了在datasheet中有的。
下面请看我们在单片机电子电路中常用的两种负压产生电路。

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现在的单片机有很多都带有了PWM输出,我们在利用单片机的时候PWM很多时候是没有用到的用他赞助产生负压是不错的选择。

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(图片来自网络侵删)

上面的电路是一个最大略的负压产生电路了。
他利用的原件是最少的了我们只须要给他供应1kHZ旁边的方波就可以了,相称的大略。
这里须要把稳这个电路的代负载能力是很弱的,同时在加上负载后电压的降落也比较大。

由于上面的缘故原由产生了下面的这个电路:

负电压产生电路剖析

电压的定义:电压(voltage),也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。
其大小即是单位正电荷因受电场力浸染从A点移动到B点所做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。

说白了便是:某个点的电压便是相对付一个参考点的电势之间的差值。
V某=E某-E参。
一样平常我们把供电电源负极当作参考点。
电源电压便是Vcc=E电源正-E电源负。

想产生负电压,就让他相对付电源负极的电势更低即可。
要想更低,必须有另一个电源的参与,根本事理都是利用两个电源的串联。
电源2正极串联在参考电源1的负极后。
电源2负极便是负电压了。

一个负电压产生电路:利用电容充电等效出一个新电源,电容串联在GND后,等效为电源2。
则产生负电压。

1、电容充电:当PWM为低电平时,Q2打开,Q1关闭,VCC通过Q2给C1充电,充电回路是VCC-Q2-C1-D2-GND。
C1上左正右负。

2、电容C1充满电

3、电容C1作为电源,C1高电势极串联在参考点。
C1放电,从C2续流,产生负电压。

当PWM为低电平时,Q2关闭,Q1打开,C1开始放电,放电回路是C1-C2-D1,这实际上也是对C2进行充电的过程。
C2充好电后,下正上负,如果VCC的电势为5点几伏,就可以输出-5V的电压了。

产生负电压(-5V)的方案

7660和MAX232输出能力有限,做示波器带高速运放很吃力,以是魏坤也得用4片并联的办法扩流。

初版是7660两片并联的。

用普通的DC/DC芯片都可以产生负电压,且电压精确度同正电压一样,驱动能力也很强,可以达到300mA以上。

一样平常的开关电源芯片都能产生负电压,实在弗成用用开关电源输出的PWM去推电荷泵,也可以产生较大的电流,本钱也很低,不知纹波哀求多少,电荷泵用LC滤波之后纹波相称小的。
7660是电荷泵以是电流很小。

全体示波器的设计数字电源的+5V和仿照电源的+5V是分开供电的,但是数字地和仿照地该当怎么处理呢?

数字地和仿照地是一定要连在一起的,不然电路没法事情。

数字部分的地返回电流不能流过仿照部分地,两个地该当在稳定的地参考点连在一起。

负电压的意义

1、人为规定。
例如电话系统里是用-48V来供电的,这样可以避免电话线被电化学堕落。
当然了,反着接电话也是可以事情的,无非是电压参考点变动而已。

2、通讯接口须要。
例如RS232接口,就必须用到负电压。
-3V~-15V表示1,+3~+15V表示0。
这个是当初设计通讯接口时的协议,只能遵守咯。
PS:MAX232之类的接口芯片自带电荷泵,可以自己产生负电压。

3、为(非轨到轨)运放供应电源轨。
老式的运放是没有轨到轨输入/输出能力的,例如OP07,输入电压范围总是比电源电压范围分别小1V,输出分别小2V。
这样如果VEE用0V,那么输入端电压必须超过1V,输出电压不会低于2V。
这样的话可能会不知足某些电路的设计哀求。
为了能在靠近0V的输入/输出条件下事情,就须要给运放供应负电压,例如-5V,这样才能使运放在0V附近正常事情。
不过随着轨到轨运放的遍及,这种情形也越来越少见了。

4、这个比较有中国特色,自毁电路。
一样平常来说芯片内部的保护电路对付负电压是不设防的,以是只要有电流稍大,电压不用很高的负电压加到芯片上,就能成功摧毁芯片。

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