原创 转载 正负电源设计

单输出绕组的变压器能够比相同体积、相同线径、带中间抽头的变压器输出更大的电流。但是，变压器单输出绕组一般只能构成单电源回路，如果电路中因涉及到运放或某些A/D器件而需要使用双电源时，电路结构就变得复杂了。

将两只阻值相等的电阻串联分压即可获得最简单的双电源，但这种结构存在着明显的缺陷：若双电源正、负两路负载存在明显的不对称，则正、负电压之间就会出现较大的偏差，将可能影响到放大器的精度。在VCD解码板等某些专业电路中，多采用AP34063或其他专用的电压极性变换芯片来获得平衡的双电源。这种解决方案的性能很好，输出正、负电压稳定且驱动负载的能力也非常强；但芯片价格较贵、电路结构复杂的弱点在一定程度上又限制了其应用。此外，利用LC振荡器产生负脉冲后再经整流滤波得到双电源的方法在某些小型电子产品制作中应用较为普遍，但该种电路结构需要高频变压器，既存在较强电磁干扰，同时体积也比较大。

这里介绍的3种单电源--双电源变换电路均是由常见的普通元件构成，电路结构简单、成本低廉、正、负两路的输出电压都具有较好的稳压特性，尤其适用于电池供电的场合。

图1所示极性变换电路的核心器件为普通的非门。由于输入端与输出端被短接在一起，故非门的输出电压与输入电压相等（Vi＝VO）；这样，非门被强制工作在转移特性曲线的中心点处，因此输出电压被限定为门电路的阈值电平，其大小等于电源电压的一半，如果我们将非门的输出端作为直流接地端，就可以把电源电压VCC转换为±VCC/2的双电源电压；此时的非门起到了一个存储电流的稳压器的作用，电路的输出阻抗较低、因而输出电压也比较稳定。

图中的非门可以选用74HC00或CD4069等普通门电路，考虑到CMOS非门驱动负载的能力有限，因此最好将几个非门并联使用以提高其有效输出电流，图中的电容C1、C2起退耦作用，容量可适当地取大一些。

图2所示电路中的运放同相输入端接有对称的串联电阻分压器，而运放本身接为电压跟随器的形式；根据运放线性工作的特点不难看出：运放输出端与分压点间的电位严格相等。由于运放的输出端作接地处理，因此运放的供电电源VCC就被相应地分隔成了两组对称的正、负电源±VCC/2。

当运放的输出电流无法满足实际需求时，不能象门电路那样简单地并联使用；这时可以将通用型小功率运放换为输出电流较大的功放类运放器件，例如常见的TDA2030A   。与图1类似，C1、C2同为退耦电容、加载运放同相输出端的电容C3起到了抑制干扰及滤波的作用

对于大多数的OTL功放类器件而言，其内部一般都设置了对称的偏置电路结构，这就使其输出端的直流电位近似为电源电压的一半；根据上述原理，我们完全可以利用集成功放将单电源转换成为大小相等的双极性正、负电源，具体电路如图3所示。

事实上，由于内容参数的离散性以及自举电路结构的影响，集成功放输出端的电压并不是绝对的VCC/2，从而造成正、负输出电压不平衡的现象。对此我们需要将一只10－100kΩ的电位器串联在正负电源之间，并把LM386第③脚输入端接到电位器的中间抽头，而第②脚保持悬空。对电路进行上述改进后，通过调节功放的直流输入电平，就可以在芯片的输出端得到大小非常紧接的正负电压值了。