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三種負電壓電源設計

發布時間:2016-3-10 09:55    發布者:designapp
關鍵詞: 負電壓 , 電源設計
隨著電子技術的提高,以及電子產品的發展,一些系統中經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?此經典電路優點比較明顯,電路結構簡單、極低干擾噪聲、穩定性好;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壓器7905進行穩壓。

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、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

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。
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