【導讀】什么是負電壓？說(shuō)到電壓，一切都是相對的。不同的電導體之間有不同的電位。這意味著(zhù)一個(gè)電壓可以高于另一個(gè)電壓。這種情況下一般不會(huì )使用"負電壓"的描述。我們所說(shuō)的負電壓是指一個(gè)電壓低于系統的地電位。圖1是一個(gè)3.3V電源電壓和0V系統地電位的示例。在這個(gè)系統中，需要測量和記錄傳感器的信號。這些信號可能在+2.5V和–2.5V之間。
為了檢測這些信號，我們采用+3.3V的正電源電壓和–3.3V的負電源電壓的運算放大器。且系統中已經(jīng)提供+3.3V正電壓。對于所需的–3.3V負電壓，可以利用系統的–5V來(lái)產(chǎn)生。該電壓軌可能來(lái)自基于變壓器的電源，通常該電壓是沒(méi)有經(jīng)過(guò)精確調節的。為了精準生成–3.3V，我們需要使用線(xiàn)性穩壓器。
市場(chǎng)上有眾多適用于正電壓的線(xiàn)性穩壓器可供選擇。在需要轉換負電壓的應用中，是否可以使用這種正線(xiàn)性穩壓器？
圖1顯示了用于這種應用中的正線(xiàn)性穩壓器。圖中的可調電阻代表線(xiàn)性穩壓器的調整元件。對于這種線(xiàn)性穩壓器IC來(lái)說(shuō)，VIN、VOUT和GND連接器之間的電壓關(guān)系是完全相同的，就像在正電壓應用中一樣。然而，在這種環(huán)境中使用正線(xiàn)性穩壓器有幾個(gè)缺點(diǎn)。該電路將使用電阻分壓器來(lái)調節基于–5V電壓軌的輸出電壓，而不是基于0V電壓軌、系統地。這會(huì )導致–5V電壓軌上的干擾和噪聲直接耦合到產(chǎn)生的–3.3V軌上。此外，穩壓精度也相當差。當–5V電源電壓精度只有±10%時(shí)，這個(gè)不精確度也會(huì )耦合到–3.3V產(chǎn)生的輸出電壓上。
圖1. 產(chǎn)生負電壓的正線(xiàn)性穩壓器。
在這種情況下使用正線(xiàn)性穩壓器的第二個(gè)缺點(diǎn)是線(xiàn)性穩壓器設備的I/O引腳（例如使能引腳）將以–5V為參考。如果需要監控不同電壓的上電序列，則可能需要電平轉換。
圖2所示的是相同系統，但是使用了專(zhuān)為降壓負電壓設計的線(xiàn)性 穩壓器。這些IC被稱(chēng)為負線(xiàn)性穩壓器。ADI公司的新型ADP7183負線(xiàn)性穩壓器專(zhuān)為最低噪聲、最高電源抑制比(PSRR)而設計。這使得該器件非常適合對電源噪聲敏感節點(diǎn)的濾波應用。
圖2. 產(chǎn)生負電壓的負線(xiàn)性穩壓器。
如果使用如圖2所示的負線(xiàn)性穩壓器，則產(chǎn)生的–3.3V是相對于0V 地電壓進(jìn)行穩壓。這將產(chǎn)生非常低的噪聲和精確的輸出電壓。此 外，I/O引腳以0V的系統地為參考，可以省去電平轉換。
這樣一來(lái)，特殊的負線(xiàn)性穩壓器在轉換負電壓或濾波負電壓時(shí)就顯得尤為重要。市場(chǎng)上的負線(xiàn)性穩壓器通常供應有限。ADP7183(300 mA)和ADP7185 (500 mA)等新產(chǎn)品為設計人員提供了更多可用 的產(chǎn)品系列。
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