如何采集負電壓信號_負電壓產生電路

負電壓簡介

電壓的大小是相對于選擇的參考而言的，當實際電壓低于比較電壓時，電壓值為負。另一種情況：當選擇的電壓參考方向和電流參考方向相反時，參考電壓為實際電壓的相反數。

首先要明白電壓和電勢是兩個不同的概念。事物上每一點都會對應一個電勢，表明它能夠驅動負載的能力，只是能夠，但不一定真要驅動。電壓就是指某兩點之間電勢的差。也就是存在參考點的問題，參考點不同，電壓是不同的。一個負電壓是選了一個比它本身高的電勢的緣故。

正負電壓工作原理

正負電壓是根據參考零點（零電平，或者“地”）而定。最經典的零電平是大地，也就是地球的地殼。但并不是所有的零電平就是大地，因為電路圖中的零電平實際上是由設計者自行設定的。電源是提供電動勢的裝置，它的正負極之間有一個電勢差，比如說5V的電源，它的正負極之間的電壓差就是5V，一般使用的時候，就把5V接到用電器的正極，負極接用電器負極，在分析的時候可以把負極視為參考的地，也就是參考零電平。這個時候，這個電源我們就把它叫作正電源，因為它的正極相對于地的電壓是5V。如果兩個完全一樣的5V電源串聯（類似手電筒里面兩節(jié)串聯電池），在兩個電源連接點上引出一根線，把這根線的電壓認為是0，這時候串聯電源的正極端電壓是5V，而負極端相對于那個0電壓就是-5V，負電源就是這樣誕生的。有些芯片需要正負電源同時提供才能正常工作，最典型的就是雙電源供電的運算放大器，我們有時候需要得到一個正弦波，要求這個正弦波是在零電壓上下不斷變化（即中點是0V），這個時候就必須用到正負電源了。不過需要指出的是：正負電壓都是相對于電路圖紙當中的參考電壓（參考0電平，不一定就是大地）而言，沒有參考就無所謂正負。有時候，當你設計的參考點電壓遠高于大地時（專用術語稱為“浮地”），電路圖中的正負電壓可能還是一個相當高的電壓（相對于大地而言），使用的時候要千萬小心。

如何采集負電壓信號

1、采用正負輸入AD

2、如果只有負電壓、采用反向放大器轉為真信號

3、如果有正有負，加直流分量將其轉為正信號

簡單的單片機中產生負電壓的電路圖

電壓的大小是相對于選擇的參考而言的，當實際電壓低于比較電壓時，電壓值為負。另一種情況：當選擇的電壓參考方向和電流參考方向相反時，參考電壓為實際電壓的相反數。

正電壓的用處不用我說了，在電子電路中我們常常需要使用負的電壓，比如說我們在使用運放的時候常常需要給他建立一個負的電壓。下面就簡單的以正5V電壓到負電壓5V為例說一下他的電路。

通常我需要使用負電壓時一般會選擇使用專用的負壓產生芯片，但這些芯片都比較貴比如ICL7600，LT1054等等。哦差點忘了MC34063了這個芯片使用的最多了，關于34063的負壓產生電路我這里不說了在datasheet中有的。下面請看我們在單片機電子電路中常用的兩種負壓產生電路。

首先要明白電壓和電勢是兩個不同的概念。事物上每一點都會對應一個電勢，表明它能夠驅動負載的能力，只是能夠，但不一定真要驅動。電壓就是指某兩點之間電勢的差。也就是存在參考點的問題，參考點不同，電壓是不同的。一個負電壓是選了一個比它本身高的電勢的緣故。

負電壓產生電路圖

三種負電壓電源設計

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。

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