在中国电源网中如何通过专业音频应用生成物品的负电源轨

  • 学术交流
  • 2025年05月14日
  • 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

在中国电源网中如何通过专业音频应用生成物品的负电源轨

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,我希望電源轨的高效率以延迟電池的使用時長; 对於手持式 / 便携式产品中,我希望電源轨的外围电路尽可能简单以减小 PCB 面积从而满足產品的體積要求。

生成正電源軌不同的方案已经為大家所熟知,因此這篇文章主要跟大家分享一下不同的負電源軌生成方案,通過對比不同方案的優缺點,以幫助大家選擇到適合自己產品低噪聲、高效率負責任設計方案。

目前市面上可見的一些生成負責任軌線的手段包括:1) 使用升壓芯片結合充放射能量轉換器;2) 降壓芯片 VOUT 與 GND 反接;3) 反向 BUCK-BOOST 芯片;4) 反向 BUCK 芯片等。此外還有一種特殊的手法,即將降壓芯片 VOUT 與 GND 逆相連接,這種方法稱為「反向降壓」或「逆變降壓」,通常用來產生較大的負數伏特。

在實際應用中,最常見的是使用充放射能量轉換器(又稱為「發光二極體」)。這種技術可以從一個較高水平輸入(VIN)創建一個較低水平輸出(VOUT),並且可以做成無損耗無熱損失,因為它們只移動了電子,不移動了原子。然而,這種技術只能被用於產生一條單獨的情況下,而不能同時處理兩個相反方向的情況。在一些情況下,可以通過將輸出與地進行逆相連接來獲得另一個信號,但這樣會使得系統更加複雜並增加成本。

總之,在尋找適合自己的專業音頻應用的最佳解決方式時,你需要考慮許多因素,比如你的功率需求、成本預算和可用空間。此外,如果你正在尋找既簡潔又有效率且具有良好性能的大型負責任軌線,那麼你可能需要考慮一下是否真的需要大量負責任軌線,以及是否存在其他更好的替代品來滿足你的需求。

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