在电路设计中常常会使用到负电源,比如耗尽型场效应管的栅极控制电压,双电源的运算放大器等等。这两种情况对负电源的要求不同,我们逐一探讨。特别强调一下,在设计电源管理之前,一定要将数据手册看好,避免制作出来不能使用的情况。
不需要供电电流的负电压
有些负电压不需要关心电流流入和流出的问题,比如耗尽型场效应管的栅极控制电压,由于栅极的高阻抗特性,Igate非常小,不需要负电压源提供电流,因此设计电源管理模块的时候就很简单了,只要能够提供负压就可以了。
需要供电电流
在很多应用中需要负电压提供供电电流,比如双电源的运放,直流电流从正电源流出,流入负电源,如果选择的电源管理器件不能够吸收这些电流(sink current),负电源的数值会“下不去”,比如应该提供 -3.3V,但是停在0V下不去。遇到这样的问题,先查看器件的手册是否是电流的吸收能力不够。
补救措施,在外部加电阻,通过电阻将电流引入地,但是这样的做法并不推荐,这样做增加了功率损耗,也给系统带来不确定性,不应该放在产品中使用。
电源管理中常犯的错误
将输出接地,将地接输出产生负压
这样的操作在某些期间的应用中是可以的,但是不是所有的操作都可以,图1中使用了LM317作为负压源:
图1:LM317作为负电压源
连接该电路至一个实验室电源上测量,发现输出负压正常。但是该电路需要单独的实验室电源供电,如果这个Vin还给其他的正电压供电,该电路就失去作用了。
仅使用电荷泵产生负压
有些器件可以使用电荷泵将正电压变为负电压,比如ICL7660,但是单单使用这样的器件给运放供电也会出现问题,因此在后面还需要使用能够吸收电流的线性稳压器(LDO)。
这样的设计需要挑选合适的稳压器,也需要较大的面积,稳压器和面积都会产生成本。笔者将自己的电源管理做成了模块,正负压均可,做正电压源能够输出足够,做负电压源能够吸收电流,纹波小于10mV,可以用于数字、模拟和射频电路供电。大小只有1cm*1cm,链接在文后的引用中,欢迎大家使用~
作者:伏熊(专业:射频芯片设计、雷达系统、嵌入式。欢迎大家项目合作交流。)
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引用:
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来源:CSDN
作者:伏熊
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