摘要：該應用筆記介紹了一個可調(diào)節(jié)的負壓電源，利用反相-倍壓電荷泵實現(xiàn)，電荷泵受控于一個8位、串行輸入的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)。電路產(chǎn)生負壓輸出，適用于傳感器偏置、LCD對比度偏置或壓控振蕩器(VCO)調(diào)諧。
類似觀點的文章刊登在1997年7月21日的Electronic Design。
圖1所示電路可提供一個小電流、可調(diào)節(jié)的負偏置電壓，適用于傳感器偏置、液晶顯示器(LCD)對比度偏壓或壓控振蕩器(VCO)的調(diào)諧電壓。該電路利用帶緩沖的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)輸出驅(qū)動一個電荷泵倍壓器提供所需電壓，免去了通常由運算放大器和諸多分立器件構(gòu)成的龐大的電平偏移電路。
圖1. 該可調(diào)負壓由8位、串行輸入DAC控制的反相倍壓型電荷泵構(gòu)成
IC1雙路、8位DAC具有串行輸入和帶緩沖的電壓輸出。輸出阻抗為50Ω，用它驅(qū)動吸收1.1mA電流的IC2電荷泵，輸出電壓僅下跌50mV。當輸入碼在0至255變化時，DAC輸出可達滿電壓擺幅，輸出調(diào)整步長為40mV。
當IC1的輸入為+5V (VCC)、IC2輸出為-3V時，產(chǎn)生電荷泵最小輸出電壓(1.5V)，對應的代碼為80 (十進制)。電荷泵僅吸收0.6mA電流并能產(chǎn)生VCC端電壓±2倍的輸出電壓，當輸入在1.5V至6V變化時可產(chǎn)生±3V至±12V輸出(正或負輸出可同時使用)。主電源可低至2.7V，此時可產(chǎn)生最高負壓稍高于-5V，對應最小代碼為140 (十進制)。
如要關斷電源只需向DAC寫零。DAC自身具有耗電1µA的關斷方式。為使系統(tǒng)在脫離關斷時可靠啟動，寫入DAC的數(shù)據(jù)應保證電荷泵具有最小2V的供電電壓。另外，如果微控制器(µC)帶有脈寬調(diào)制(PWM)輸出則可省去DAC。例如，可以采用270Ω/3.3µF的低通網(wǎng)絡對20kHz的PWM信號濾波，產(chǎn)生一個可調(diào)整的VCC供給電荷泵。注意µC的端口引腳必須具有足夠的電流輸出能力，以便在供出所需電流時不產(chǎn)生過大的電壓降。如果不行，則需采用CMOS緩沖器或反相器如74HC04對其進行緩沖。 |
