一：認識小剛

我將通過把小剛放進一個洞里來向你們展示什么是負電壓。你很快就會發(fā)現(xiàn)，負電壓其實沒什么奇怪的或神秘的。

認識小剛。他身高1.8米。

小剛身高1.8米是什么意思？你能只看他的頭就能找到他的身高嗎？

不。你必須將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，這實際上意味著他的頭頂比他所站立的地面高出1.8米。

電壓也是一樣。如果不將電壓與另一點進行比較，您就無法說出任何關(guān)于電壓的信息。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。因此，如果有人說“這個點是5V”，他們通常意味著與地相比是5V。

二、把小剛放進坑里

再回到小剛身上，如果我們挖一個1.8米的坑，然后把小剛放進坑里怎么辦？（可憐的小剛同學）。

他的腳現(xiàn)在離地面1.8米。

另一種說法是，他的腳在負1.8米。

小剛?cè)匀皇且粋€完全相同的人，他只是與地面相比，他的位置不同。因此，他的腳的位置變?yōu)樨摂?shù)。

電壓也是一樣。

三、產(chǎn)生負電壓

例如，想象有兩個9V的電池。請記住：電池為9V意味著正端比負極高9V。

現(xiàn)在，讓我們拿一個電池，假設(shè)它的負端將是我們電路中的接地（0V）。

如果我們將第二個電池的正號連接到第一個電池的負號（即我們將其連接到地面），會發(fā)生什么情況？

電池沒有任何實際情況。它們與連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，并且由于正端連接到地，因此電池負端必須為負9V。

因此，我們創(chuàng)建了一個9V的負電壓。

如果你仔細觀察，我們并沒有真正創(chuàng)造任何東西。

我們剛剛將第二塊電池的正極標記為0V。

我們標記了第二塊電池的負極-9V，因為它比0V低9V。

四、什么時候需要負電壓？

有時您會看到需要三個連接的電源的電路，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）。這將是完全相同的事情，只是名稱不同。

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下面列出了幾種常用做負電壓的情況：

1、人為規(guī)定。例如電話系統(tǒng)里是用-48V來供電的，這樣可以避免電話線被電化學腐蝕。當然了，反著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(shè)計通訊接口時的協(xié)議，只能遵守咯。PS:MAX232之類的接口芯片自帶電荷泵，可以自己產(chǎn)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，輸入電壓范圍總是比電源電壓范圍分別小1V，輸出分別小2V。這樣如果VEE用0V，那么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(shè)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。不過隨著軌到軌運放的普及，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。一般來說芯片內(nèi)部的保護電路對于負電壓是不設(shè)防的，所以只要有電流稍大，電壓不用很高的負電壓加到芯片上，就能成功摧毀芯片。

五、如何產(chǎn)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產(chǎn)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產(chǎn)生芯片，但這些芯片都比較貴，比如ICL7600，LT1054等。

轉(zhuǎn)自：玩轉(zhuǎn)單片機與嵌入式

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審核編輯 黃宇