在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們可能會(huì)遇到需要負(fù)電壓供電的系統(tǒng)，例如使用負(fù)電壓為IGBT提供關(guān)斷負(fù)電壓、運(yùn)放系統(tǒng)中用正負(fù)對(duì)稱(chēng)的偏置電壓供電。那么該如何產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定可靠的負(fù)電壓呢？本文將介紹不同的解決方案。
負(fù)電壓設(shè)計(jì)根據(jù)不同的負(fù)載電流有很多不同方案，以下是給出幾種目前市面比較常見(jiàn)的負(fù)電壓方案，可以根據(jù)不同場(chǎng)合使用合適的方案。
一、工頻變壓器輸出正負(fù)電壓
圖1 工頻變壓器正負(fù)輸出電源
各位工程師看到圖1的電路是否有很強(qiáng)的親切感，是否能想起大學(xué)時(shí)接觸電子設(shè)計(jì)時(shí)的情景？此經(jīng)典電路優(yōu)點(diǎn)比較明顯，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、極低干擾噪聲、穩(wěn)定性好；
同時(shí)此電路也有缺點(diǎn)，輸入交流電范圍窄（一般是220VAC±5%），體積重量大；雖然此電路缺點(diǎn)明顯目前還有一些應(yīng)用采用此方案設(shè)計(jì)。此方案主要是利用變壓器產(chǎn)生負(fù)電壓在通過(guò)線(xiàn)性穩(wěn)壓器7905進(jìn)行穩(wěn)壓。
二、電源模塊輸出負(fù)電壓
由于電子元件制造工藝技術(shù)越來(lái)越好，能量損耗越來(lái)越低，這樣一來(lái)越來(lái)越有利于電源的模塊化發(fā)展。而且在設(shè)計(jì)上也能做到小型化，輕型化設(shè)計(jì)。
1、非隔離負(fù)壓輸出負(fù)電壓
圖2 非隔離穩(wěn)壓輸出模塊
圖3 非隔離模塊的正輸出與負(fù)輸出接法
如圖3所示，此電源模塊應(yīng)用與常用的LM7805類(lèi)似，而且不需要安裝散熱片。如上圖，我們需要正負(fù)電壓給運(yùn)放等供電時(shí)，只需要兩個(gè)E78xxOS-500電源即可實(shí)現(xiàn)。
2、隔離電源模塊輸出正負(fù)電壓
圖4 E_URADD-6W電源典型應(yīng)用
在電力、工業(yè)、通訊等對(duì)抗干擾性能要求較高的場(chǎng)合，一般需要對(duì)電源進(jìn)行隔離處理來(lái)隔離從總電源端的干擾。此種應(yīng)用時(shí)如果需要用到負(fù)電壓，可以直接采用隔離電源模塊直接輸出正負(fù)電壓給系統(tǒng)供電。
三、Buck-Boost拓?fù)湓O(shè)計(jì)輸出負(fù)電壓
除了采用隔離模塊方案，我們還可以選擇芯片自己設(shè)計(jì)負(fù)壓電路，此處我們介紹一下較容易設(shè)計(jì)的非隔離負(fù)壓輸出Buck-Boost電路。
如圖6此電路只需要主控芯片、電感、電容等芯片，目前MPS的DC-DC電源芯片都支持Buck-Boost的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同輸出電流選擇合適型號(hào)。
圖5 Buck-Boost拓?fù)湓?/div>
從圖6的拓?fù)渲锌梢钥闯鲚斎腚妷号c輸出電壓極性是相反的，因此Buck-Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又簡(jiǎn)稱(chēng)為倒相拓?fù)洹?/div>
圖7是采用MP2359DT設(shè)計(jì)的-15V電源電路，MP2359DT是采用SOT23-6的封裝，整個(gè)電路占用PCB面積較小。
圖7 MP2359負(fù)電壓輸出電路
負(fù)電壓設(shè)計(jì)方案多種多樣，哪一個(gè)方案適合設(shè)計(jì)，還是需要綜合考慮不同應(yīng)用、不同技術(shù)要求而定。
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