一：認(rèn)識(shí)小剛

我將通過把小剛放進(jìn)一個(gè)洞里來向你們展示什么是負(fù)電壓。你很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)，負(fù)電壓其實(shí)沒什么奇怪的或神秘的。

認(rèn)識(shí)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(jìn)行比較，才能找到他的身高。小剛身高1.8米，這實(shí)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(diǎn)進(jìn)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(diǎn)（0V）或地。

在簡(jiǎn)單的電池電路中，接地點(diǎn)通常是電池的負(fù)端。因此，如果有人說“這個(gè)點(diǎn)是5V”，他們通常意味著與地相比是5V。

二、把小剛放進(jìn)坑里

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

他的腳現(xiàn)在離地面1.8米。

另一種說法是，他的腳在負(fù)1.8米。

小剛?cè)匀皇且粋€(gè)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?fù)數(shù)。

電壓也是一樣。

三、產(chǎn)生負(fù)電壓

例如，想象有兩個(gè)9V的電池。請(qǐng)記?。弘姵貫?V意味著正端比負(fù)極高9V。

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

如果我們將第二個(gè)電池的正號(hào)連接到第一個(gè)電池的負(fù)號(hào)（即我們將其連接到地面），會(huì)發(fā)生什么情況？

電池沒有任何實(shí)際情況。它們與連接它們之前完全相同。而且沒有電流流動(dòng)。

但是第二個(gè)電池的負(fù)端的電壓是多少？

由于負(fù)值比正值低9V，并且由于正端連接到地，因此電池負(fù)端必須為負(fù)9V。

因此，我們創(chuàng)建了一個(gè)9V的負(fù)電壓。

如果你仔細(xì)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(biāo)記為0V。

我們標(biāo)記了第二塊電池的負(fù)極-9V，因?yàn)樗?V低9V。

四、什么時(shí)候需要負(fù)電壓？

有時(shí)您會(huì)看到需要三個(gè)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(fù)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(xué)腐蝕。當(dāng)然了，反著接電話也是可以工作的，無非是電壓參考點(diǎn)變動(dòng)而已。

2、通訊接口需要。例如RS232接口，就必須用到負(fù)電壓。-3V～-15V表示1，+3～+15V表示0。這個(gè)是當(dāng)初設(shè)計(jì)通訊接口時(shí)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(fù)電壓。

3、為（非軌到軌）運(yùn)放提供電源軌。老式的運(yùn)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(huì)低于2V。這樣的話可能會(huì)不滿足某些電路的設(shè)計(jì)要求。為了能在接近0V的輸入/輸出條件下工作，就需要給運(yùn)放提供負(fù)電壓，例如-5V，這樣才能使運(yùn)放在0V附近正常工作。不過隨著軌到軌運(yùn)放的普及，這種情況也越來越少見了。

4、這個(gè)比較有中國(guó)特色，自毀電路。一般來說芯片內(nèi)部的保護(hù)電路對(duì)于負(fù)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(fù)電壓加到芯片上，就能成功摧毀芯片。

五、如何產(chǎn)生負(fù)電壓

基于電感的BUCK_BOOST和基于電容的負(fù)壓電荷泵電源都可以產(chǎn)生負(fù)電源，通常需要使用負(fù)電壓時(shí)一般會(huì)選擇使用專用的負(fù)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(jī)與嵌入式

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審核編輯 黃宇