負(fù)電壓電源典型電路設(shè)計(jì)與研究 —電路圖天天讀（212）

　　板子制作完成并焊接好就要開(kāi)始調(diào)試，再測(cè)試各種電壓的時(shí)候發(fā)現(xiàn)一路-3.3V電壓不準(zhǔn)，輸出的只有-2.78V左右。排除虛焊、調(diào)壓電阻等等問(wèn)題，對(duì)照發(fā)現(xiàn)兩塊板子此處焊接的電源模塊有細(xì)微差別，老板子使用的型號(hào)是PTN78000AAH(＄11.8400)，而新板子上焊接的是PTN78000WAH(＄11.8400)，由此引開(kāi)了對(duì)這塊電路的思考。

　　電路圖介紹

　　圖1是實(shí)際設(shè)計(jì)的電路原理圖，其經(jīng)過(guò)了過(guò)往產(chǎn)品應(yīng)用驗(yàn)證，所以原理設(shè)計(jì)不會(huì)存在什么問(wèn)題。

　　圖1：-3.3V電壓產(chǎn)生電路

　　兩種TI模塊的比較

　　圖1所示，筆者實(shí)際用到的是PTN78000AAH，而實(shí)際焊接上去的是PTN78000WAH，這個(gè)兩個(gè)模塊封裝一樣，引腳定義1腳和5 腳顛倒其他引腳大致一樣（3腳定義在筆者的應(yīng)用中可以忽略）。其實(shí)看手冊(cè)，TI明確定義AAH是產(chǎn)生負(fù)電壓，而WAH是用來(lái)產(chǎn)生正電壓的，由于采購(gòu)時(shí)的疏忽誤把WAH當(dāng)AAH買回來(lái)了，筆者焊接的時(shí)候也沒(méi)有仔細(xì)檢查，所以在毫無(wú)知情的情況下就直接給板子上電測(cè)試了，事后回想還是驚出一身冷汗。圖2是 PTN78000AAH和PTN78000WAH的典型應(yīng)用電路連接圖。

　　圖2：PTN78000AAH和WAH的典型應(yīng)用

　　根據(jù)PTN78000WAH手冊(cè)給出的信息，調(diào)整反饋電阻也能正常輸出-3.3V電壓，而且給后面的負(fù)載（ADC的driver）使用時(shí)并沒(méi)有發(fā)生什么異常情況。筆者對(duì)模擬電路不甚熟悉，DCDC模塊的工作原理也不太了解，所以針對(duì)上述問(wèn)題咨詢了TI和Linear的技術(shù)支持。

　　技術(shù)咨詢結(jié)果

　　我們先來(lái)看TI給出的答復(fù)，由于是通過(guò)郵件咨詢，TI的support答復(fù)非常及時(shí)也比較給力。歸納起來(lái)，TI技術(shù)支持的觀點(diǎn)是 PTN78000WAH不適宜提高負(fù)電壓，因?yàn)樵撃K如果按照?qǐng)D1所示電路焊接的話，后面負(fù)載會(huì)有短路的風(fēng)險(xiǎn)如圖3所示。而我的理解是負(fù)載的供電應(yīng)該是不會(huì)與GND短接，而是PNT78000WAH模塊本身的Vo輸出接地是否有風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。

　　圖3：TI技術(shù)支持關(guān)于PTN78000WAH反接風(fēng)險(xiǎn)答復(fù)

　　另外，TI技術(shù)支持同時(shí)也給出了如果確實(shí)需要用PTN78000WAH（這里就事論事，實(shí)際當(dāng)然不能這樣應(yīng)用）產(chǎn)生負(fù)電壓的話，其電路設(shè)計(jì)應(yīng)該修改如圖4所示。

　　圖4：PTN78000WAH輸出負(fù)電壓較安全的修改電路

　　我的疑問(wèn)是我已經(jīng)按圖1使用了PTN78000WAH，也就是圖3揭示的風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)發(fā)生，似乎器件仍然能正常工作嘛！下面我們來(lái)看Linear工程師的回答，我是在EDNChina的Linear論壇提交了此問(wèn)題。論壇工程師的答復(fù)歸納是某些DCDC模塊確實(shí)可以直接正反接來(lái)分別獲得正負(fù)電壓的輸出，并推薦了Linear的一款產(chǎn)品- LTM8023(＄9.3500)，在此器件手冊(cè)里分別有輸出正負(fù)電壓的典型應(yīng)用，如圖5所示。

　　圖5：Linear的DCDC模塊LTM8023分別產(chǎn)生正負(fù)電壓的典型電路

　　圖5-b和圖4有些類似，注意輸入濾波電容跨接在VIN和負(fù)電壓之間，輸出濾波電容跨接在VOUT和負(fù)電壓之間。而如果直接將PTN78000WAH焊接在如圖1所示的電路上，那么輸入濾波電容就跨接在VIN和GND之間了，這是直接用WAH替換AAH的風(fēng)險(xiǎn)所在。最后，Linear網(wǎng)站工程師提出并不是任何輸出正電壓的模塊都可以如圖那樣得到負(fù)電壓。理解這個(gè)電路的關(guān)鍵是對(duì)于DCDC而言，只有壓差，即電勢(shì)，但是沒(méi)有絕對(duì)的電位。只要有了壓差，電路就能正常工作。這段話需要仔細(xì)琢磨，找時(shí)間好好消化下DCDC轉(zhuǎn)換原理。

　　編輯點(diǎn)評(píng)：本文介紹的負(fù)電壓電源電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、半導(dǎo)體制冷制熱等多個(gè)領(lǐng)域。隨著I T產(chǎn)業(yè)、IC產(chǎn)業(yè)、PC機(jī)飛速發(fā)展將帶動(dòng)電源行業(yè)的騰飛，外資企業(yè)與合資企業(yè)逐漸增多，促使競(jìng)爭(zhēng)加劇，同時(shí)也是對(duì)本土企業(yè)的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)。

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