在专业音频应用中生成负电源轨的方法与交流电源稳压器的选择和使用场景
我知道电荷泵芯片方案是最为简单且性价比较高的方案，但是适用于 200mA 以下负载电流的应用场景，专业音频产品系统产品中会使用到多种多样的运算放大器，ADC 和 DAC 等器件，这些器件有时候不仅需要正电源轨进行供电，还会需要负电源轨进行供电(例如常见的负电压值有 -5V，-12V 和 -15V 等)，且对供電電源轨的噪声也相当有要求。除了噪声要求之外，我还会考虑效率、PCB 面积、成本等因素。例如，对于带電池的產品，我希望電源轨能夠高效率，以延長電池的使用时长; 对於手持式/便携式产品，我希望外围电路尽可能简化以减小 PCB 面积，从而满足产品体积要求。
生成正電源軌不同方案已經為大家所熟知，因此這篇文章主要跟大家分享不同的負電源軌生成方案，通過對比不同方案的優缺點，來幫助大家選擇適合自己產品的低噪聲、高效率負電源軌設計方案。
目前市面上可見的一些生成負數軌（negative voltage rail）的方法包括：1. 使用升壓芯片與充放電轉換技術；2. 降壓芯片 VOUT 與 GND 反接；3. 反向 BUCK-BOOST 芯片或反向 BUCK 芯片。在這裡，我將介紹第一種方法，即利用德州儀器（Texas Instruments, TI）LM2776 這樣一款專門用於產生負數輸出（negative output voltage）的單端運算放大器（operational amplifier）。
LM2776 是一款集成在同一個封裝中的充放鬆控制開關和調整開關，這使得它在實現簡單且有效地從任何正數輸入轉換為相應大小和符號上的負數輸出時非常方便。其工作原理是通過兩個無載子晶體管作為開關，並允許一個儲存 capacitor 充滿或排空，其動作類似於一個二極體，但具有更大的容量和較低失真。
此外，在某些應用中，如耳機等敏感模拟负载需要两个供给：一个正数输入和一个相应大小与符号上的负数输出，并且两个供给都需要干净。如果供应输入端（如单节锂电池）上存在一些噪声，那么就可以通过LDO来降低这类噪声。此时，可以考虑TI提供的一个解决方案——LM27762，它同时集成了一个正LDO与一个负LDO，可以产生两个独立并且稳定的输出，以确保对这些关键模块提供清晰精确的情报波形。
