如何采集负电压信号_负电压产生电路

　　负电压简介

　　电压的大小是相对于选择的参考而言的，当实际电压低于比较电压时，电压值为负。另一种情况：当选择的电压参考方向和电流参考方向相反时，参考电压为实际电压的相反数。

　　首先要明白电压和电势是两个不同的概念。事物上每一点都会对应一个电势，表明它能够驱动负载的能力，只是能够，但不一定真要驱动。电压就是指某两点之间电势的差。也就是存在参考点的问题，参考点不同，电压是不同的。一个负电压是选了一个比它本身高的电势的缘故。

　　正负电压工作原理

　　正负电压是根据参考零点（零电平，或者“地”）而定。最经典的零电平是大地，也就是地球的地壳。但并不是所有的零电平就是大地，因为电路图中的零电平实际上是由设计者自行设定的。电源是提供电动势的装置，它的正负极之间有一个电势差，比如说5V的电源，它的正负极之间的电压差就是5V，一般使用的时候，就把5V接到用电器的正极，负极接用电器负极，在分析的时候可以把负极视为参考的地，也就是参考零电平。这个时候，这个电源我们就把它叫作正电源，因为它的正极相对于地的电压是5V。如果两个完全一样的5V电源串联（类似手电筒里面两节串联电池），在两个电源连接点上引出一根线，把这根线的电压认为是0，这时候串联电源的正极端电压是5V，而负极端相对于那个0电压就是-5V，负电源就是这样诞生的。有些芯片需要正负电源同时提供才能正常工作，最典型的就是双电源供电的运算放大器，我们有时候需要得到一个正弦波，要求这个正弦波是在零电压上下不断变化（即中点是0V），这个时候就必须用到正负电源了。不过需要指出的是：正负电压都是相对于电路图纸当中的参考电压（参考0电平，不一定就是大地）而言，没有参考就无所谓正负。有时候，当你设计的参考点电压远高于大地时（专用术语称为“浮地”），电路图中的正负电压可能还是一个相当高的电压（相对于大地而言），使用的时候要千万小心。

　　如何采集负电压信号

　　1、采用正负输入AD

　　2、如果只有负电压、采用反向放大器转为真信号

　　3、如果有正有负，加直流分量将其转为正信号

　　简单的单片机中产生负电压的电路图

　　电压的大小是相对于选择的参考而言的，当实际电压低于比较电压时，电压值为负。另一种情况：当选择的电压参考方向和电流参考方向相反时，参考电压为实际电压的相反数。

　　正电压的用处不用我说了，在电子电路中我们常常需要使用负的电压，比如说我们在使用运放的时候常常需要给他建立一个负的电压。下面就简单的以正5V电压到负电压5V为例说一下他的电路。

　　通常我需要使用负电压时一般会选择使用专用的负压产生芯片，但这些芯片都比较贵比如ICL7600，LT1054等等。哦差点忘了MC34063了这个芯片使用的最多了，关于34063的负压产生电路我这里不说了在datasheet中有的。下面请看我们在单片机电子电路中常用的两种负压产生电路。

　　首先要明白电压和电势是两个不同的概念。事物上每一点都会对应一个电势，表明它能够驱动负载的能力，只是能够，但不一定真要驱动。电压就是指某两点之间电势的差。也就是存在参考点的问题，参考点不同，电压是不同的。一个负电压是选了一个比它本身高的电势的缘故。

　　负电压产生电路图

　　三种负电压电源设计

　　一、工频变压器输出正负电压

　　图1工频变压器正负输出电源

　　各位看到图1的电路是否有很强的亲切感，是否能想起大学时接触电子设计时的情景？此经典电路优点比较明显，电路结构简单、极低干扰噪声、稳定性好;同时此电路也有缺点，输入交流电范围窄（一般是220VAC±5%），体积重量大;虽然此电路缺点明显目前还有一些应用采用此方案设计。此方案主要是利用变压器产生负电压在通过线性稳压器7905进行稳压。

　　二、电源模块输出负电压

　　由于电子元件制造工艺技术越来越好，能量损耗越来越低，这样一来越来越有利于电源的模块化发展。而且在设计上也能做到小型化，轻型化设计。

　　1、非隔离负压输出负电压

　　图2非隔离稳压输出模块

　　图3非隔离模块的正输出与负输出接法

　　如图3所示，此电源模块应用与常用的LM7805类似，而且不需要安装散热片。如上图，我们需要正负电压给运放等供电时，只需要两个ZY78xxS-500电源即可实现。

　　2、隔离电源模块输出正负电压

　　图4隔离电源模块正负双路输出

　　图5E_URADD-6W电源典型应用

　　在电力、工业、通讯等对抗干扰性能要求较高的场合，一般需要对电源进行隔离处理来隔离从总电源端的干扰。此种应用时如果需要用到负电压，可以直接采用隔离电源模块直接输出正负电压给系统供电。

　　三、Buck-Boost拓扑设计输出负电压

　　除了采用隔离模块方案，我们还可以选择芯片自己设计负压电路，此处我们介绍一下较容易设计的非隔离负压输出Buck-Boost电路。如图6此电路只需要主控芯片、电感、电容等芯片，目前MPS的DC-DC电源芯片都支持Buck-Boost的设计结构，可以根据不同输出电流选择合适型号。

　　图6Buck-Boost拓扑原理

　　从图6的拓扑中可以看出输入电压与输出电压极性是相反的，因此Buck-Boost拓扑结构又简称为倒相拓扑。图7是采用MP2359DT设计的-15V电源电路，MP2359DT是采用SOT23-6的封装，整个电路占用PCB面积较小。

　　图7MP2359负电压输出电路