了解负电压

时间： 2023-12-26 来源：TOPPOWER官网

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

负电压的概念有时不如正电压的概念直观。也许这是因为许多低压电子系统不使用负电压电源，或者因为“负”电压意味着源具有“小于零”的驱动电流通过电路的能力。尽管许多有用的甚至高性能的设备可以在没有负电压的情况下设计和实现，但了解负电压是了解一般电压的关键，大多数使用电子产品的人终都会遇到需要负电压电源的电路（图1）。

图 1.同时使用正电压和负电压电源的 B 类音频放大器原理图。您可以在此处阅读有关该电路的更多信息。

电压快速回顾

“电压”这个词现在在技术和日常环境中都很常见，因此偶尔提醒自己从科学角度来看电压到底是什么是个好主意。

电荷可以在世界上做功，利用能量的科学概念对功进行分析和量化。如果带电粒子在电线中移动，例如导致电机旋转，它们就具有能量并积极做功。电压是电能，但它不是一种有源能量。电压告诉我们在适当的情况下带电粒子做功的能力，换句话说，电压是势能的一种形式。更具体地说，它是每库仑电荷的电势能（以焦耳为单位）。

然而，这个定义仍然不完整，因为电压不能孤立存在。当电荷开始做功时，它从一个位置移动到另一个位置，同样，我们必须将电压测量为一个位置的势能（每单位电荷）相对于其他位置的势能（每单位电荷）。因此，电压始终是差分测量。当我们说在某个时刻，电路“处于五伏”时，我们真正的意思是相对于电路假定的零伏参考点而言为五伏。

为了帮助理解电压，图 2 显示了电路和电荷流的示例图，以及有用的水类比。

图 2.用于理解电压的示例图和水类比。

请阅读《关于电路》教科书，了解有关电压和电流的更多信息。

什么是负电压？

负电压与正电压没有本质区别，两者都代表相对于参考电势的势能。如果电路节点相对于参考节点处于正电压，并且当我们用导体连接这两个节点时，常规电流将从正节点流向参考节点。如果负电压的电路节点连接到参考节点，则常规电流将从参考节点流向负节点。请记住，在低压电子设计中，参考节点通常称为“接地”，但“电路公共点”之类的名称会更准确。

为了更好地理解这个概念，我认为海拔高度的类比在这里会有所帮助。假设珠穆朗玛峰高 29,032 英尺，但如果单独报道的话，这个数字实际上毫无意义。我们真正的意思是珠穆朗玛峰的顶峰海拔 29,032 英尺。海平面的定义是高度为零，即参考高度。地球上的陆地高度（相当于死海表面）大约低于海平面 1,400 英尺，我们可以将其描述为负 1,400 英尺的高度。

正高度和负高度之间的差异是它们相对于零高度参考点的位置，就像正电压和负电压之间的差异是它们相对于零伏参考节点的电气“位置”一样。如果我们使用马里亚纳海沟底部作为参考点，珠穆朗玛峰和死海都将具有正高度。如果我们使用平流层的上边缘作为参考点，两个高度都将为负。同样，我们可以通过生成新电压并将其用作零伏参考点，将正电压“更改”为负电压，反之亦然。

高度比较特别合适，因为重力的影响类似于电势能的影响。珠穆朗玛峰上的球会滚向海平面，海平面上的球会滚向死海沿岸。类似地，正电压导致常规电流从正节点流到参考节点，负电压导致电流从参考节点流到负节点。

产生负电压

基本电路通常从未稳压的电源开始，例如来自电池或壁式变压器的电源，然后使用线性稳压器将其降至 5V 或 3.3V 。我们不能使用这种方法来产生负电压，不是因为负电压与正电压有本质上的不同，而是因为线性稳压器通过耗散能量来发挥作用。为了将正电压转换为负电压，我们可以使用也可以存储能量的稳压电路。

电容器和电感器是可以存储能量的基本电子组件，并且两者都可用于产生负电压。基于电容器的负电压发电机属于功率供应电路的“电荷泵”类别，基于电感器的负电压发电机属于“开关模式”类别。基于电感器的解决方案也称为DC/DC转换器和开关电源，这更为常见。

显示为两个双极结型晶体管 (BJT) 供电的正电压和负电压的示例图可用于缓冲运算放大器的输出电流。

图3.一个示例图显示了为两个双相连接晶体管（BJT）供电的正电压和负电压，可用于缓冲来自OP-AMP的输出电流。

负电压应用和设计资源

尽管许多电子设备在没有负电源电压的情况下实现其所需的功能，但一些应用显着受益于“双极”电源的存在，即具有正电压轨和负电压轨的电源。例如，负电压允许正弦信号延伸到零以上和以下，就像理论上的正弦曲线一样，并且具有双极电源的高功率放大器不需要（可能昂贵的）隔直电容器。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由FY转载自TOPPOWER官网，原文标题为:了解负电压，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

变压器容量计算公式详解

变压器容量的计算公式根据变压器的类型（单相或三相）有所不同。在实际应用中，需要根据变压器铭牌上的数据来计算其容量，并考虑变压器的效率以确定其实际负载能力。通过合理的容量计算，可以确保变压器在电力系统中的稳定运行，并避免过载或欠载等问题的发生。

技术探讨发布时间 : 2024-07-02

一文详解光耦的作用、工作原理、优点、类型和应用

光耦合器（Optocoupler，简称光耦）是一种常用于电子电路中的半导体器件，主要用于电气隔离、信号传输和噪声抑制。光耦的基本作用是通过光信号来传递电信号，实现输入与输出之间的电气隔离，从而保护电路不受高电压或噪声的干扰。本文TOPPOWER详细介绍了光耦的作用、工作原理、优点、类型、应用等内容。

技术探讨发布时间 : 2024-11-10

集成运算放大器的作用有哪些？

集成运算放大器（Op-Amp）是一种常见的电子元件，具有多种作用，本文TOPPOWER来给大家分享一二，希望对各位工程师朋友有所帮助。

技术探讨发布时间 : 2024-11-09

TOPPOWER（顶源科技）电源模块/开关电源选型指南

描述- 广州顶源电子科技股份有限公司，专业从事电源产品的研发，生产、销售及综合解决方案的国家高新技术企业。公司通过了 IATF16949 汽车认证及 ISO9001:2015 质量管理体系认证。拥有专家级研发团队，已申请获得几十项国家专利，公司拥有全自动生产线，先进的检测设备，确保产品一致性和稳定性。

型号- TP50DC,TPK-SAR,TPC/PWF-150-XS,TPI-2W,TP15AT,TKA-W25,TPV-W25,TP15AS,TPR/DG-30-XS,TPR/SDR-240-XS,TP03AA,TP35DC,TP15ACS,TPC/PS-60-XS,TPR/DG-15-XS,TPET,TP30ACS,TP50DG,TPR/NDR-U75-XS,TP78XX-0.5,TP15AC,TP30AT,TP30AU,TPVT,TP15AL,TPK-3W,TP03AR,TP10AC,TPVT-2W,TP2L-3W,TP03AZ,TPC/GKF-320-XS,TPE2,TP10ACS,TPE1,TPV1,TPV-SAR,TP03AC,TPD-W25,TP03AD,TPC/PDF-1200-XS,TPR/NDR-U120-XS,TPV2,TP03AL,TPET-2W,TPC/PWF-100-XS,TPB,TPC/LPD-100-XS,TPD,TPG,TPR-W25,TPF,TPI,TPH,TPK,TP2L-2W,TPJ,TPAT-W2,TPL,TKE-W25,TPAT-W5,TP06DB,TPS,TP06DE,TP25DG,TPT,TPC/LR-150-XS,TP50AU,TPR/SDR-360-XS,TP05DB,TP05DA,TP20DC,TP78XX-2,TP20DB,TP2L-1W,TP20DD,TP78XX-1,TPR-W5,TPV2-W5,TPR/SDR-120-XS,TPH-3W,TPC/PDF-800-XS,TP78LXX-1,TPAT,TP20AC,TPAT-2W,TP10DB,TP10DA,TP10DC,TP20ACS,TP20ACL,TPG-3W,TPC/LR-200-XS,TP05ACS,TPET-W2,TP40DC,TPET-W5,TP01AZ,TPJ-2W,TKE-W5,TP05AS,TP05AR,TPA2,TP06DA,TP12AC,TPC/PDF-600-XS,TKA,TPA1,TP50AE,TP40DG,TPR/NDR-U240-XS,TKE,TP05AZ,TP05AD,TP05AF,TPC/LR-350-XS,TP05AC,TP20AT,TP05AL,TP20AU,TPD-W5,TPC/GKF-200-XS,TPVT-W5,TPL-3W,TPC/PD-25-XS,TPC/LR-50-XS,TP30DB,TPR/SDR-75-XS,TPLE-W5,TP2L-6W,TP15DC,TP30DG,TP15DB,TPLE-W1,TPC/NE-350-XS,TP30DC,TP50DH-300DH,TPLE,TPC/LR-35-XS,TPD-2W,TP08DA,TP10AG,TP10AF,TPV1-W5,TP10AS,TPR/SDR-480-XS,TP50DH-300,TP10AT,TP78LXX-1.5,TPVT-W2,TP02AZ,TP25AU,TP03DB,TP03DA,TPA-W25,TPV-W1,TPB-1W,TP06AC,TP15DD,TPD-3W,TPR-1W,TP30-60AH,TP40AU,TPC/PS-35-XS

选型指南 - TOPPOWER - 2023/8/4 PDF 中文下载

中高端电源模块厂商顶源科技（TOPPOWER）授权世强硬创代理

根据协议，DC-DC电源模块、AC-DC电源模块、AC-DC开关电源、DC/DC隔离定电压输入电源、DC/DC隔离宽电压输入电源、DC/DC非隔离电源等全线产品上线世强硬创平台，丰富了平台的产品及产品信息，满足不同科技企业需求。

签约新闻发布时间 : 2023-10-13

直流电源：接地还是不接地？

是否应将直流电源接地？答案并不是简单的“是”或“否”。本文探讨了直流电源接地的优点和缺点。直流电源是任何控制系统中常见的、几乎肯定会用到的组件。直流电源系统经常讨论的一个问题是将输出连接到连接工业机器的接地系统。这种接地连接是必需的吗？如果不需要，建立这种连接是好主意还是坏主意？控制柜内安装的大多数直流电源输出常见的 24 伏电压。

设计经验发布时间 : 2024-07-11