正负电源的硬件选择与电路设计

一、前言

最近需要使用ADC对传感器输出正负模拟信号进行采集，在使用信号调理电路对传感器输入进行预处理时，遇到了正负电源的设计问题，目前采用的是精密可调并联调节器TL431和电荷泵电压逆变器SGM3207产生正负2.5V电压。

二、硬件选择与电路设计

最初的想法是抬高传感器输入端的电压，后续电路采用单电源设计。理论上是可行的，但需要合理选择运放输入端的电阻，串联电阻会增加运放输入端的噪声，对信号噪声和精度要求比较高的设计需要仔细选择电阻阻值。这种设计方式需要考虑传感器的等效输出阻抗，输出阻抗小可以采用这种方式，一般还是推荐进行信号调理后进行电压抬高。采用加法电路实现如下，输出端为VOUT=VIN1+VCC1.7。

后续采用的是支持双电源供电的运放和ADC，电源电路如下，实测正电源电压为2.490V左右，负电源电压略高于-2.485V，精度在0.5%左右，基本满足运放供电要求。

使用这种方案存在一定缺陷，只适用于对电源噪声要求比较低，负载电流比较小(1mA-100mA)的电路，但具有电路结构简单，成本低廉的优点。

TL431推荐焊盘形状(SOT-23)：

下面简单介绍一下SGM3207

SGM3207可以将输入端1.4V-5.5V电压转换为不可调节的负电压输出，具有60mA以上的电流输出能力，只需要三个电容就可以完成电路配置。

特点：

反转输入电源电压

高达60mA的输出电流

输入电压范围为1.4V至5.5V

静态电流：72μA(典型值)

用于启动到负载的集成有源肖特基二极管

-40℃至+85℃工作温度范围

SOT-23-5封装

典型应用电路：

 

电气特性：

SGM3207推荐焊盘形状(SOT-23-5)：