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什麼是負電壓?怎麼産生負電壓?

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一:認識小剛

我将通過把小剛放進一個洞裡來向你們展示什麼是負電壓。你很快就會發現,負電壓其實沒什麼奇怪的或神秘的。

認識小剛。他身高1.8米。

什麼是負電壓?怎麼産生負電壓?

小剛身高1.8米是什麼意思?你能隻看他的頭就能找到他的身高嗎?

不。你必須将他的頭頂與他站立的地面進行比較,才能找到他的身高。小剛身高1.8米,這實際上意味着他的頭頂比他所站立的地面高出1.8米。

電壓也是一樣。如果不将電壓與另一點進行比較,您就無法說出任何關于電壓的資訊。通常在電路中定義零點(0V)或地。

在簡單的電池電路中,接地點通常是電池的負端。是以,如果有人說“這個點是5V”,他們通常意味着與地相比是5V。

二、把小剛放進坑裡

再回到小剛身上,如果我們挖一個1.8米的坑,然後把小剛放進坑裡怎麼辦?(可憐的小剛同學)。

他的腳現在離地面1.8米。

什麼是負電壓?怎麼産生負電壓?

另一種說法是,他的腳在負1.8米。

小剛仍然是一個完全相同的人,他隻是與地面相比,他的位置不同。是以,他的腳的位置變為負數。

電壓也是一樣。

三、産生負電壓

例如,想象有兩個9V的電池。請記住:電池為9V意味着正端比負極高9V。

現在,讓我們拿一個電池,假設它的負端将是我們電路中的接地(0V)。

如果我們将第二個電池的正号連接配接到第一個電池的負号(即我們将其連接配接到地面),會發生什麼情況?

什麼是負電壓?怎麼産生負電壓?

電池沒有任何實際情況。它們與連接配接它們之前完全相同。而且沒有電流流動。

但是第二個電池的負端的電壓是多少?

由于負值比正值低9V,并且由于正端連接配接到地,是以電池負端必須為負9V。

什麼是負電壓?怎麼産生負電壓?

是以,我們建立了一個9V的負電壓。

如果你仔細觀察,我們并沒有真正創造任何東西。

我們剛剛将第二塊電池的正極标記為0V。

我們标記了第二塊電池的負極-9V,因為它比0V低9V。

四、什麼時候需要負電壓?

有時您會看到需要三個連接配接的電源的電路,例如+9V,0V和-9V。這在放大器電路中很常見。

但他們也可以說,電路需要+18V、+9V和0V(GND)。這将是完全相同的事情,隻是名稱不同。

下面列出了幾種常用做負電壓的情況:

1、人為規定。例如電話系統裡是用-48V來供電的,這樣可以避免電話線被電化學腐蝕。當然了,反着接電話也是可以工作的,無非是電壓參考點變動而已。

2、通訊接口需要。例如RS232接口,就必須用到負電壓。-3V~-15V表示1,+3~+15V表示0。這個是當初設計通訊接口時的協定,隻能遵守咯。PS:MAX232之類的接口晶片自帶電荷泵,可以自己産生負電壓。

3、為(非軌到軌)運放提供電源軌。老式的運放是沒有軌到軌輸入/輸出能力的,例如OP07,輸入電壓範圍總是比電源電壓範圍分别小1V,輸出分别小2V。這樣如果VEE用0V,那麼輸入端電壓必須超過1V,輸出電壓不會低于2V。這樣的話可能會不滿足某些電路的設計要求。為了能在接近0V的輸入/輸出條件下工作,就需要給運放提供負電壓,例如-5V,這樣才能使運放在0V附近正常工作。不過随着軌到軌運放的普及,這種情況也越來越少見了。

4、這個比較有中國特色,自毀電路。一般來說晶片内部的保護電路對于負電壓是不設防的,是以隻要有電流稍大,電壓不用很高的負電壓加到晶片上,就能成功摧毀晶片。

五、如何産生負電壓

基于電感的BUCK_BOOST和基于電容的負壓電荷泵電源都可以産生負電源,通常需要使用負電壓時一般會選擇使用專用的負壓産生晶片,但這些晶片都比較貴,比如ICL7600,LT1054等。

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