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解析負(fù)電壓線性穩(wěn)壓器

發(fā)布時(shí)間:2018-10-22 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】什么是負(fù)電壓?說到電壓,一切都是相對的。不同的電導(dǎo)體之間有不同的電位。這意味著一個(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(fù)電壓”的描述。我們所說的負(fù)電壓是指一個(gè)電壓低于系統(tǒng)的地電位。
 
什么是負(fù)電壓?說到電壓,一切都是相對的。不同的電導(dǎo)體之間有不同的電位。這意味著一個(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(fù)電壓”的描述。我們所說的負(fù)電壓是指一個(gè)電壓低于系統(tǒng)的地電位。圖1是一個(gè)3.3V電源電壓和0V系統(tǒng)地電位的示例。在這個(gè)系統(tǒng)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(fù)電源電壓的運(yùn)算放大器。且系統(tǒng)中已經(jīng)提供+3.3V正電壓。對于所需的–3.3V負(fù)電壓,可以利用系統(tǒng)的–5V來產(chǎn)生。該電壓軌可能來自基于變壓器的電源,通常該電壓是沒有經(jīng)過精確調(diào)節(jié)的。為了精準(zhǔn)生成–3.3V,我們需要使用線性穩(wěn)壓器。
 
市場上有眾多適用于正電壓的線性穩(wěn)壓器可供選擇。在需要轉(zhuǎn)換負(fù)電壓的應(yīng)用中,是否可以使用這種正線性穩(wěn)壓器?
 
圖1顯示了用于這種應(yīng)用中的正線性穩(wěn)壓器。圖中的可調(diào)電阻代表線性穩(wěn)壓器的調(diào)整元件。對于這種線性穩(wěn)壓器IC來說,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(yīng)用中一樣。然而,在這種環(huán)境中使用正線性穩(wěn)壓器有幾個(gè)缺點(diǎn)。該電路將使用電阻分壓器來調(diào)節(jié)基于–5V電壓軌的輸出電壓,而不是基于0V電壓軌、系統(tǒng)地。這會(huì)導(dǎo)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(wěn)壓精度也相當(dāng)差。當(dāng)–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。
 
在這種情況下使用正線性穩(wěn)壓器的第二個(gè)缺點(diǎn)是線性穩(wěn)壓器設(shè)備的I/O引腳(例如使能引腳)將以–5V為參考。如果需要監(jiān)控不同電壓的上電序列,則可能需要電平轉(zhuǎn)換。
 
解析負(fù)電壓線性穩(wěn)壓器
圖1. 產(chǎn)生負(fù)電壓的正線性穩(wěn)壓器。
 
圖2所示的是相同系統(tǒng),但是使用了專為降壓負(fù)電壓設(shè)計(jì)的線性穩(wěn)壓器。這些IC被稱為負(fù)線性穩(wěn)壓器。ADI公司的新型ADP7183負(fù)線性穩(wěn)壓器專為最低噪聲、最高電源抑制比(PSRR)而設(shè)計(jì)。這使得該器件非常適合對電源噪聲敏感節(jié)點(diǎn)的濾波應(yīng)用。
 
解析負(fù)電壓線性穩(wěn)壓器
圖2. 產(chǎn)生負(fù)電壓的負(fù)線性穩(wěn)壓器。

如果使用如圖2所示的負(fù)線性穩(wěn)壓器,則產(chǎn)生的–3.3V是相對于0V地電壓進(jìn)行穩(wěn)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(tǒng)地為參考,可以省去電平轉(zhuǎn)換。
 
這樣一來,特殊的負(fù)線性穩(wěn)壓器在轉(zhuǎn)換負(fù)電壓或?yàn)V波負(fù)電壓時(shí)就顯得尤為重要。市場上的負(fù)線性穩(wěn)壓器通常供應(yīng)有限。ADP7183(300 mA)和ADP7185 (500 mA)等新產(chǎn)品為設(shè)計(jì)人員提供了更多可用的產(chǎn)品系列。
 
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