负电源

假设我们拥有负电压，我们要用它做什么呢？

   负电压最简单与最基本的概念就是比 设定的 “地”电压要低。负电压，负电源也可以称作负电源轨，它主要是应用在IC器件上面，这些IC器件包括最常见的运算放大器，电平转换电路（RS232）,以及MOSFET上面。对于运算放大器的IC器件存在单电源和双电源区分，所谓单电源就是 运放的负电源供电电端直接接地，正电源供电端直接接正电压；所谓双电源就是采用负电压接入运算放大器的负极供电端。双电源与单电源供电比较而言，优势是，进行双电源供电的运算放大器可以有更的输出带宽，减少失真（简单解释一下，以开环增益饱和的电路为例  Vout = (V+ - V_)*K   K值很大，意味着输出也很大，但是实际情况是受到供电电源的限制，也就是处于饱和状态的运算放大器只会输出供电电源的电压值），如果是单电源只能是输出正电压部分，但是如果是双电源就可以输出正负电压，对于AC信号的输入，就无法完整的输出这个AC信号； 同时采用双电源可以使得运算放大器的静态工作点为0，以此实现功耗的降低；对于RS232使用负电源主要在于协议规定（至于为什么这么规定，可以自行百度）；

    负电源对于电机控制的影响，我们知道给电机两端提供正电压，电机就会正方向转动，同理，如果采用负电源供电就可以，实现电机的反向转动，辅之相应的电压幅度变化就可以实现电机速度的调整。

   假设我们拥有负电压，我们要用它改进什么呢？

    我们在设计产品的时候功能是最简单的一步，它虽然是主体，但是对于市场的竞争（同类产品）还在于细节，和改进的小点。对于负电源与MOSFET组合，恰恰说明了这一点。对于器件的导通与截止，基本的正电源轨也可以做到，功能完全没有问题，但是存在一个米勒效应，一些简单的应用产品是完全不需要考虑的，但是如果你的产品恰巧卡在这个点上，那就很致命，你的产品会报出大量偶然的错误，所以负电源轨是你的不二选择。

    负电源轨的产品会减小电磁干扰，同时还可以使得产品减少电荷的聚集，以延长产品寿命。

  知道了这么多，我们要怎么获取负电源呢？

对于获取负电源目前主要有以下几类：

   第一种，直接反接正电源的方式。比如一个正24V输出的电源系统，可以将负载的负极接入电源的正极，另一端同理，就可以获得-24V 的电源供电。但是局限是这个还是单电源。

   第二种是目前最广泛应用的方法就是采用负LDO进行设计，获得双电源系统。比如LTC3864，mAX5033.

    第三种通过PWM进行导通和开关，这里简述一个倍压电路进行获得负电源的方法（这个方法是参考了郭继红 -- 实现简单实用发生器的一种方法）。简述它的基本思路，通过单片机PWM引脚控制5V电源的导通与截止，在后续的倍压电路里面形成负电源输出

这里的接地标识可以理解为电势为0。这种利用单片机实现负电源的方法，可以有效的降低采用负电源芯片的成本，且非常便利的在嵌入式电路中添加负电源，为运算放大器提供双电源供电。

    还有一种也同样采用的是PWM的方式构建负电源，采用类似开关电源的设计方法，该方法与上面相比较，虽然繁琐了一些，但是可以提供带负载能力，输出大电流，简单电路拓扑图图如下：

    关于负电源的其他方向

    目前对负电源的研究，还有一个方向是-----负电源电压的检测。比如在音响电路中，利用负电源电压检测可以有效的保护扬声器。