正負電源的硬件選擇與電路設計

一、前言

最近需要使用ADC對傳感器輸出正負模擬信號進行采集，在使用信號調理電路對傳感器輸入進行預處理時，遇到了正負電源的設計問題，目前采用的是精密可調并聯調節器TL431和電荷泵電壓逆變器SGM3207產生正負2.5V電壓。

二、硬件選擇與電路設計

最初的想法是抬高傳感器輸入端的電壓，后續電路采用單電源設計。理論上是可行的，但需要合理選擇運放輸入端的電阻，串聯電阻會增加運放輸入端的噪聲，對信號噪聲和精度要求比較高的設計需要仔細選擇電阻阻值。這種設計方式需要考慮傳感器的等效輸出阻抗，輸出阻抗小可以采用這種方式，一般還是推薦進行信號調理后進行電壓抬高。采用加法電路實現如下，輸出端為VOUT=VIN1+VCC1.7。

后續采用的是支持雙電源供電的運放和ADC，電源電路如下，實測正電源電壓為2.490V左右，負電源電壓略高于-2.485V，精度在0.5%左右，基本滿足運放供電要求。

使用這種方案存在一定缺陷，只適用于對電源噪聲要求比較低，負載電流比較小(1mA-100mA)的電路，但具有電路結構簡單，成本低廉的優點。

TL431推薦焊盤形狀(SOT-23)：

下面簡單介紹一下SGM3207

SGM3207可以將輸入端1.4V-5.5V電壓轉換為不可調節的負電壓輸出，具有60mA以上的電流輸出能力，只需要三個電容就可以完成電路配置。

特點：

反轉輸入電源電壓

高達60mA的輸出電流

輸入電壓范圍為1.4V至5.5V

靜態電流：72μA(典型值)

用于啟動到負載的集成有源肖特基二極管

-40℃至+85℃工作溫度范圍

SOT-23-5封裝

典型應用電路：

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電氣特性：

SGM3207推薦焊盤形狀(SOT-23-5)：