使用DC-DC轉(zhuǎn)換器：Buck-Boost轉(zhuǎn)換器能夠在輸入電壓范圍內(nèi)輸出正負(fù)電壓，非常適合需要雙向電壓的應(yīng)用。另一方面，反相Buck轉(zhuǎn)換器通過特定電路配置將輸出極性反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生負(fù)電壓。

電池配置：通過使用兩個(gè)電池組，其中一個(gè)提供正電壓，另一個(gè)提供負(fù)電壓，并共享一個(gè)公共接地端，可以生成負(fù)電源。

運(yùn)算放大器配置：通過構(gòu)建反相放大電路，利用運(yùn)算放大器也可以實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓的輸出。

關(guān)于負(fù)電源的“作功”能力

盡管負(fù)電源本身并不直接“作功”，但它為電能提供了路徑和條件。在負(fù)電源供電的電路中，電流流動(dòng)方向可能與正電源相反，但只要電路閉合，負(fù)電源同樣能夠驅(qū)動(dòng)電路中的器件并實(shí)現(xiàn)功的輸出。其工作原理與正電源是相同的。

地的概念與作用

在電路中，“地”(Ground)通常被定義為電壓的參考點(diǎn)，所有其他電壓都是相對(duì)于地來測(cè)量的。它可以是電路的零電位點(diǎn)。地的類型包括信號(hào)地、電源地和虛地，它們各自在電路中扮演著重要的角色。地的作用是提供穩(wěn)定的參考電壓，確保電路的正常工作，并降低噪聲干擾以保護(hù)電路元件。

負(fù)電壓開關(guān)電源電路?是一種能夠產(chǎn)生負(fù)電壓的電源電路，通常用于需要負(fù)電壓供電的電子設(shè)備中。負(fù)電壓是指相對(duì)于參考電位的電壓值低于零的電壓。在電子電路中，負(fù)電壓的產(chǎn)生和應(yīng)用具有重要意義，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

負(fù)電壓開關(guān)電源電路的基本原理

負(fù)電壓開關(guān)電源電路通常基于電荷泵或開關(guān)模式電源(如DC/DC轉(zhuǎn)換器)來實(shí)現(xiàn)。電荷泵利用電容器存儲(chǔ)和釋放能量來產(chǎn)生負(fù)電壓，而開關(guān)模式電源則通過電感和高頻開關(guān)操作來產(chǎn)生負(fù)電壓。這些電路通過周期性地切換電源的連接狀態(tài)，使得電流在電感或電容中積累和釋放能量，從而產(chǎn)生負(fù)電壓輸出?。

負(fù)電壓開關(guān)電源電路的應(yīng)用場(chǎng)景

?電信行業(yè)?：許多電信設(shè)備使用負(fù)電壓供電，如電話系統(tǒng)通常使用-48V供電，以降低系統(tǒng)雜音和減少干擾?2。

?運(yùn)算放大器?：雙電源供電的運(yùn)算放大器需要正負(fù)電壓來工作，以確保信號(hào)能夠正常放大和輸出?1。

?MOS管控制?：在MOS管的柵極控制中，使用負(fù)電壓可以加快電容放電，提高開關(guān)速度?2。

負(fù)電壓開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)和解決方案

設(shè)計(jì)負(fù)電壓開關(guān)電源電路時(shí)，主要挑戰(zhàn)包括如何高效地轉(zhuǎn)換能量、減少電磁干擾以及確保電路的穩(wěn)定性。為了解決這些問題，可以采用以下方法：

?使用高質(zhì)量的電感和電容?：選擇低內(nèi)阻的電感和低ESR(等效串聯(lián)電阻)的電容可以提高轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。

?優(yōu)化開關(guān)頻率?：選擇合適的開關(guān)頻率可以減少電磁干擾，并提高電源的響應(yīng)速度。

?采用軟開關(guān)技術(shù)?：通過控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷過程，減少開關(guān)損耗和電磁干擾?3。

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電子測(cè)量裝置往往需要負(fù)電源為其內(nèi)部的集成電路芯片與傳感器供電。如集成運(yùn)算放大器、電壓比較器、霍爾傳感器等。

負(fù)電源的好壞很大程度上影響電子測(cè)量裝置運(yùn)行的性能，嚴(yán)重的話會(huì)使測(cè)量的數(shù)據(jù)大大偏離預(yù)期。目前，電子測(cè)量裝置的負(fù)電源通常采用抗干擾能力強(qiáng)，效率高的開關(guān)電源供電方式。以往的隔離開關(guān)電源技術(shù)通過變壓器實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓的輸出，但這會(huì)增大負(fù)電源的體積以及電路的復(fù)雜性。而隨著越來越多專用集成DC/DC控制芯片的出現(xiàn)，使得電路簡(jiǎn)單、體積小的非隔離負(fù)電壓開關(guān)電源在電子測(cè)量裝置中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)非隔離負(fù)電壓開關(guān)電源的研究具有很高的實(shí)用價(jià)值。

那么，產(chǎn)生負(fù)電壓有什么意義呢?

1. 避免由于電子積聚，而產(chǎn)生大電流損壞測(cè)試設(shè)備和電子部件

電子一般帶著負(fù)電荷，且會(huì)向正電壓方向流動(dòng)，即高電位端處，然后形成電流。在使用負(fù)電壓的過程中，由于負(fù)電荷的存在，過多的電子會(huì)聚集在電源的接地端，降低了電流會(huì)聚集在測(cè)試設(shè)備上隨后損壞或燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。

2. 一定程度上避免了電磁干擾

負(fù)電壓對(duì)系統(tǒng)測(cè)試 微安級(jí)甚至更小級(jí)別的電信號(hào)是有一定幫助的，能夠提高測(cè)試電阻的精確度，提高抗電磁干擾的能力。

3. 相比正電壓，負(fù)電壓對(duì)人體和電子產(chǎn)品更具安全性能

例如電話系統(tǒng)，一般使用-48V進(jìn)行供電，這樣可以避免電話線被電化學(xué)腐蝕。

最后從意義方面出發(fā)，來講下負(fù)電壓的應(yīng)用：

1.電信行業(yè)：行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般電源為-48V，有降低系統(tǒng)雜音，減少干擾等作用;

2.MOS管的柵極控制電壓：關(guān)斷時(shí)使用負(fù)電壓，幫助加快(米勒效應(yīng))電容放電;

3.雙電源的運(yùn)算放大器：上面提到的雙電源供電，不過在電路設(shè)計(jì)中，，主要根據(jù)輸入信號(hào)的特性看是否能使信號(hào)正常的被放大輸出。