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1 # 小佟電子
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2 # 創意電子DIY分享
想利用微控制器(即MCU)的PWM訊號產生負電壓,最簡單的方法就是採用兩個電容和二極體整流來實現。不過這種負電壓電路的輸出電流較小,一般只能給一些小電流的負載供電。下面我們具體介紹一下這種將PWM訊號轉為負電壓的電路。
▲ 負電壓發生器電路原理圖。
這裡以STM8S003F3微控制器為例,想將其輸出的PWM訊號轉為負電壓,只要在其GPIO埠按上圖所示接上兩個電容及兩個肖特基二極體即可變成負電壓。電路的工作原理很簡單,當GPIO輸出為高電平時,二極體VD2導通,GPIO透過VD2對電容C2充電,充滿電後,C2兩端的電壓約等於電源電壓;當GPIO輸出為低電平時,二極體VD1導通,此時C2兩端的電壓透過VD1對C3充電,這樣在C3兩端獲得的便是“上負下正”的負電壓,在輸出端為空載時,該負電壓約等於C2兩端的電壓(不考慮輸出電壓的正負)。由於這種電路產生的負電壓輸出電流較小(不會超過GPIO的輸出電流),只能給一些小電流負載供電(譬如,微控制器測量電路中,有些需要雙電源供電的運放電路,其負電源就可以由這種電路產生)。
▲ 輸出電流較大的負電壓發生器電路。
若要求負電壓電路的輸出電流較大,可以將微控制器GPIO的輸出透過互補三極體擴流來增大負電壓電路的輸出電流。上圖中的三極體VT1和VT2分別選用PNP型和NPN型三極體,同時電容C2和C3的容量可以增大至100μF。上述負電壓電路的兩個二極體最好選用正向壓降小的肖特基二極體,以減小對輸出電壓的損耗,這裡選用常用的1N5817肖特基二極體。
▲ TSSOP20封裝的STM8S003F3微控制器。
STM8S003F3是一款常用的高性價比的8位MCU,其工作電壓為2.95~5.5V,有16個GPIO,內建8KFlash,1K的RAM,10位ADC,很多無線充電電路、USB測試儀裡面都選用該MCU來設計。
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3 # 電子產品設計方案
電壓是相對的,電勢比GND高就是正電壓,電勢比GND低就是負電壓
要把正電壓變為負電壓,需要利用電容的充放電特性設計充電泵來產生比GND低的電動勢。要不斷的充電放電就要PWM來協助了。
PMW產生負電壓原理分析
下圖是PMW產生負電壓原理圖,產生負電壓後透過負電壓穩壓器L7905進行穩壓
究竟負電壓是怎麼產生的呢?需要經過以下的步驟:
01
PWM訊號為低電平時,PNP三極體Q1會導通,對電容C5時行充電,由D2構成迴路02
當電容C5充滿電後,PNP三極體Q1會截止斷開03
當PWM訊號變為高電平時,PNP三極體Q1截止,NPN三極體Q2導通,由電容C5供電提供電流由於NPN三極體Q2導通,電容C5正極的電勢與GND幾乎相等,所以電容C5的負極為負電壓
負電壓由電容C6產生,透過D3構成迴路
04
PWM訊號不斷迴圈01~03步驟就可以產生負電壓負電壓穩壓器L7905進行穩壓,得到穩定的負電壓MUC(微控制器)提供PWM訊號
大部分的MCU都有PWM功能,只要用帶PWM功能的IO產生PWM訊號來驅動產生負電壓的電路就可以了
DC-DC負電壓轉換晶片產生負電壓
為了設計簡單,我們可以直接用DC-DC負電壓轉換晶片來產生負電壓使用晶片TPS60400,輸入端輸入正電壓,輸出端就可以得到負電壓了外圍元件僅需要三個電容就可以了
回覆列表
如果電流不需要太大是可以的在引腳串聯一個二極體,肖特基快恢復二極體負極接微控制器管腳,輸出正極接一個100uf,和一個0.1uf的電容濾波,萬用表測看看有沒有負壓,調節電壓改變佔空比大小,如果需要電流大,可以透過mos管轉換一下。