如何產生負電壓

如何產生負電壓？

1、電荷泵提供負壓

TTL電平/232電平轉換芯片（如，MAX232,MAX3391等）是最典型的電荷泵器件可以輸出較低功率的負壓。但有些LCD要求－24V的負偏壓，則需要另外想辦法?？捎靡黄琺ax232為LCD模塊提供負偏壓。TTL-in接高電平，RS232-out串一個10K的電位器接到LCM的VEE。這樣不但可以顯示， 而且對比度也可調。 MAX232是＋5V供電的雙路RS-232驅動器，芯片的內部還包含了＋5V及±10V的兩個電荷泵電壓轉換器。

????設計高壓電荷泵需要較多的開關，用分離元件實現起來就有點困難了，不如用電感來得簡單。一般地，1個三極管或MOSFET，1個比較器或通用運放（做PWM振蕩），1個電感，1個肖基特二極管和若干阻容元件就可以搞定。如果你的MCU自身帶有PWM接口，且軟件允許的話，就更簡單了。

2、反相器提供負壓

反相器的輸出接一個電容C1，C1的另一端接二極管D1的正極和二極管D2的負極，D1的負極接地，D2的負極接電容C2，C2的另一端接地。C2的容量要大于C1。例如，C1用0.1μF，C2用 0.47μF，當然最佳數值可由試驗確定。反相器的輸入端加一個方波，其幅值應該能使反相器正常工作，那么在反相器的輸出端就出現一個相位相反的方波。電容C2上就會出現一個負電壓，理論上比電源電壓低0.7V，然后再穩(wěn)壓到-5V。

3、負壓電源轉換器產生負壓

MAX749是一個專門用來產生負電壓的電源轉換器。 MAX749為倒相式PFM開關穩(wěn)壓，輸入電壓 +2V至 +6V，輸出電壓可達-100V以上，可通過內部的D/A轉換器進行調節(jié)，或者通過一個PWM信號或電位器進行調節(jié)。MAX749采用一種電流控制方法，既減小了靜態(tài)電流消耗，又提高了轉換效率。關斷方式下，靜態(tài)電流僅為15mA。MAX749在關斷方式下仍保持DAC的設定值，從而簡化了軟件控制。

使用MAX749產生負壓時應注意外圍元件的選擇，這里特別說明幾點：

1)??????晶體管：可以用PNP晶體管或P溝道MOSFET。前者經濟，使用簡單，后者能提供更大電流，且轉換效率較高，但往往需要較高的輸入電壓(通常要求 +5V或 +5V以上)。如使用2SC8550三極管，可以提供較大的輸出電流。

2)??????RSENSE：RSENSE是一個微阻值的檢測電阻，可以用一小段康銅絲代替，但不能直接用0Ω電阻短路。RSENSE的大小與輸出電流成反比關系，因此可根據電流需要確定RSENSE的最大值，但為了保證轉換效率，不宜取得過小。一般在輸出電壓為-24V的情況下，要求輸出電流為0.5A左右時， 可取RSENSE =0.25Ω，輸出電流為0.8A左右時，可取RSENSE =0.2Ω。

3)??????RBASE ：RBASE應足夠小以保證晶體管能處在飽和狀態(tài)，但RBASE太小又降低了轉換效率，通常在160Ω~470Ω之間取值。

4)??????另外，電感L的感值在22~l00mH之間，通常取47mH，為提高效率，電感的內阻要小，最好在300mΩ以下；二極管可用IN5817 ~ IN5822系列快恢復二極管；CCOMP取決于RFB及電路布局，通常在100pF ~ l0nF之間取值。

4、專用DC/DC電壓反轉器提供負壓

ME7660是一種DC/DC電荷泵電壓反轉器，采用AL柵 CMOS工藝設計。該芯片能將輸入范圍為+1.5V至+10V的電壓轉換成相應的-1.5V至-10V的輸出，并且只需外接兩只低損耗電容，無需電感。芯片的振蕩器額定頻率為10KHZ，應用于低輸入電流情況時，可于振蕩器與地之間外接一電容，從而以低于10KHZ的振蕩頻率正常工作。

ME7660轉換器的特點如下：

1)??????轉換邏輯電源+5V為±5V雙相電壓；

2)??????輸入工作電壓范圍廣：1.5V～10V；

3)??????電源轉換效率高：98%；

4)??????低功耗：靜態(tài)電流為90μA(輸入5V時)。

ME7660轉換器多用于LCD、接口轉換器及儀表等場合。

除上述方法之外，也可用一些輸出正電壓的DC/DC轉換器產生負壓，例如：降壓型開關穩(wěn)壓器LM2596等，只需以GND為參考鎖住反向調節(jié)器，在輸出參考等方面稍作改變就可以了。由于GND端不是接地而是接到負輸出電壓端上，所以需要相應的電平轉換裝置（如光藕或三極管）。在此不再贅述。可參考相關器件的應用手冊