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想利用單片機（即MCU）的PWM信號產生負電壓，最簡單的方法就是採用兩個電容和二極管整流來實現。不過這種負電壓電路的輸出電流較小，一般只能給一些小電流的負載供電。下面我們具體介紹一下這種將PWM信號轉為負電壓的電路。
▲ 負電壓發生器電路原理圖。
這裡以STM8S003F3單片機為例，想將其輸出的PWM信號轉為負電壓，只要在其GPIO端口按上圖所示接上兩個電容及兩個肖特基二極管即可變成負電壓。電路的工作原理很簡單，當GPIO輸出為高電平時，二極管VD2導通，GPIO通過VD2對電容C2充電，充滿電後，C2兩端的電壓約等於電源電壓；當GPIO輸出為低電平時，二極管VD1導通，此時C2兩端的電壓通過VD1對C3充電，這樣在C3兩端獲得的便是“上負下正”的負電壓，在輸出端為空載時，該負電壓約等於C2兩端的電壓（不考慮輸出電壓的正負）。由於這種電路產生的負電壓輸出電流較小（不會超過GPIO的輸出電流），只能給一些小電流負載供電（譬如，單片機測量電路中，有些需要雙電源供電的運放電路，其負電源就可以由這種電路產生）。
▲ 輸出電流較大的負電壓發生器電路。
若要求負電壓電路的輸出電流較大，可以將單片機GPIO的輸出通過互補三極管擴流來增大負電壓電路的輸出電流。上圖中的三極管VT1和VT2分別選用PNP型和NPN型三極管，同時電容C2和C3的容量可以增大至100μＦ。上述負電壓電路的兩個二極管最好選用正向壓降小的肖特基二極管，以減小對輸出電壓的損耗，這裡選用常用的1N5817肖特基二極管。
▲ TSSOP20封裝的STM8S003F3單片機。
STM8S003F3是一款常用的高性價比的8位MCU，其工作電壓為2.95~5.5V，有16個GPIO，內置8KFlash，1K的RAM，10位ADC，很多無線充電電路、USB測試儀裡面都選用該MCU來設計。
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電壓是相對的，電勢比GND高就是正電壓，電勢比GND低就是負電壓
要把正電壓變為負電壓，需要利用電容的充放電特性設計充電泵來產生比GND低的電動勢。要不斷的充電放電就要PWM來協助了。
PMW產生負電壓原理分析
下圖是PMW產生負電壓原理圖，產生負電壓後通過負電壓穩壓器L7905進行穩壓
究竟負電壓是怎麼產生的呢？需要經過以下的步驟：
01
PWM信號為低電平時，PNP三極管Q1會導通，對電容C5時行充電，由D2構成迴路
02
當電容C5充滿電後，PNP三極管Q1會截止斷開
- 當PWM信號變為高電平時，PNP三極管Q1截止，NPN三極管Q2導通，由電容C5供電提供電流
由於NPN三極管Q2導通,電容C5正極的電勢與GND幾乎相等，所以電容C5的負極為負電壓
負電壓由電容C6產生，通過D3構成迴路
04
- PWM信號不斷循環01~03步驟就可以產生負電壓
- 負電壓穩壓器L7905進行穩壓，得到穩定的負電壓
MUC（單片機）提供PWM信號
大部分的MCU都有PWM功能，只要用帶PWM功能的IO產生PWM信號來驅動產生負電壓的電路就可以了
DC-DC負電壓轉換芯片產生負電壓
- 為了設計簡單，我們可以直接用DC-DC負電壓轉換芯片來產生負電壓
- 使用芯片TPS60400，輸入端輸入正電壓，輸出端就可以得到負電壓了
- 外圍元件僅需要三個電容就可以了
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如果電流不需要太大是可以的在引腳串聯一個二極管，肖特基快恢復二極管負極接單片機管腳，輸出正極接一個100uf,和一個0.1uf的電容濾波，萬用表測看看有沒有負壓，調節電壓改變佔空比大小，如果需要電流大，可以通過mos管轉換一下。
