一般在使用運算放大器的電路當中,可能因為訊號擺幅需要比較大的關係,5V or 3.3V的單電源設計無法達到需求,因此需要用到正負電源的設計,但正負電源設計通常需要一個正電源Regulator產生一組+VS,然後透過負電源轉換IC轉成-VS,這樣的電路通常零件成本會比較高,在此將介紹如何使用單一顆LM337LM(LM337L 3-Terminal Adjustable Regulator)來設計出雙電源!
Texas Instruments LM337LM的應用電路為可調負電源的穩壓IC,要如何設計成雙電源呢?
我們可以透過參考點的觀念將VOUT定義為VSS,然後VIN為VEE,VBAT為VDD,由於LM337LM為可調電源,透過公式(1)可以算出-VOUT = -3.3V,由於VOUT被定義為VSS,則電池正極輸出變成3.3V,電池負極則定義為VEE ==> 9 - 3.3 = -5.7V, 負電源-5.7V在OP電路的應用當中的確是可以用的,因此雙電源為+3.3V/-5.7V, 3V3可以提供MCU及OPA的正電源,VSS為MCU接地且OPA的VREF,-5.7V為OPA的負電源,實作如下圖 :
當電池在應用中會有消耗,由電路設計來看,+3.3V為恆定穩壓3.3V, VEE會隨著電源電壓的降低而改變,因此當VEE降低到-3.3V即為電池電壓使用的臨界點,不能再降低了,否則OPA輸出訊號可能無法達到+-3.3V, 況且一般9V電池使用到7.5V大概也抽不到什麼電流了,因此可以透過電池正極與負極設計分壓電路進入MCU ADC判定是否電壓過低,若是則停止運作!
