【E課堂】三種負電壓電源設計

　　隨著電子技術的提高，以及電子產品的發(fā)展，一些系統(tǒng)中經(jīng)常會需要負電壓為其供電。例如，在大功率變頻器，會使用負電壓為IGBT提供關斷負電壓;另外，在系統(tǒng)的運算放大器中，也會使用正負對稱的偏置電壓為其供電。如何產生一個穩(wěn)定可靠的負電壓已成為設計人員面臨的關鍵問題。

　　負電壓設計根據(jù)不同的負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的負壓方，可以根據(jù)不同用于場合使用合適的方案。

　　一、工頻變壓器輸出正負電壓

　　圖1工頻變壓器正負輸出電源

　　各位看到圖1的電路是否有很強的親切感，是否能想起大學時接觸電子設計時的情景?此經(jīng)典電路優(yōu)點比較明顯，電路結構簡單、極低干擾噪聲、穩(wěn)定性好;同時此電路也有缺點，輸入交流電范圍窄(一般是220VAC±5%)，體積重量大;雖然此電路缺點明顯目前還有一些應用采用此方案設計。此方案主要是利用變壓器產生負電壓在通過線性穩(wěn)壓器7905進行穩(wěn)壓。

　　二、電源模塊輸出負電壓

　　由于電子元件制造工藝技術越來越好，能量損耗越來越低，這樣一來越來越有利于電源的模塊化發(fā)展。而且在設計上也能做到小型化，輕型化設計。

　　1、非隔離負壓輸出負電壓

　　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輸出接法

　　如圖3所示，此電源模塊應用與常用的LM7805類似，而且不需要安裝散熱片。如上圖，我們需要正負電壓給運放等供電時，只需要兩個ZY78xxS-500電源即可實現(xiàn)。

　　2、隔離電源模塊輸出正負電壓

　　圖4隔離電源模塊正負雙路輸出

　　圖5E_URADD-6W電源典型應用

　　在電力、工業(yè)、通訊等對抗干擾性能要求較高的場合，一般需要對電源進行隔離處理來隔離從總電源端的干擾。此種應用時如果需要用到負電壓，可以直接采用隔離電源模塊直接輸出正負電壓給系統(tǒng)供電。

　　三、Buck-Boost拓撲設計輸出負電壓

　　除了采用隔離模塊方案，我們還可以選擇芯片自己設計負壓電路，此處我們介紹一下較容易設計的非隔離負壓輸出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的設計結構，可以根據(jù)不同輸出電流選擇合適型號。

　　圖6Buck-Boost拓撲原理

　　從圖6的拓撲中可以看出輸入電壓與輸出電壓極性是相反的，因此Buck-Boost拓撲結構又簡稱為倒相拓撲。圖7是采用MP2359DT設計的-15V電源電路，MP2359DT是采用SOT23-6的封裝，整個電路占用PCB面積較小。

　　圖7MP2359負電壓輸出電路

　　負電壓設計方案多種多樣，哪一個方案適合你的設計，還是需要綜合考慮不同應用、不同技術要求而定。