小型微控制器传感器模块电路在电源电路的应用详例
本例描述了一种采用小型微控制器传感器模块的电路，它只有三个连接：5vdc、一个rs-232传输数据输出端、地。专用的单电压电平转换器或dc/dc转换器可能太贵了，但设计仍需要提供1ma的±3v电压，以驱动数据传输脚。由于在5v微控制器上的空余pwm（脉冲宽度调制）输出能够在近5v时驱动±5ma电流，因此，用一只bat54s双串联肖特基二极管、两只电容以及一只限流电阻构成的pwm电压转换器就可以提供负电压（图1）。
图1，二极管与电容提供了负电压。
微控制器的pwm输出用一个1khz、50%占空比的0~5v波形，驱动转换器。当pwm输出为5v时，它为c1充电。d1中下方的二极管为正偏，将端子连接到地。当pwm输出为低时，使d1中上方二极管正偏，将c1中的电荷送至c2。同时，它将c1的正电荷端接至近地电势，从而使电荷反转。当pwm输出再次变为高时，这个循环重复。
由于d1的最小电压降为0.2v，不可能从5v得到-5v，因此，每个相位损失0.2v，电压输出约为-4.6v。只有当驱动微控制器对转换期间的电流瞬变很敏感，或转换的瞬流会干扰微控制器的模拟输入端时，设计才需要使用限流电阻r1。
pwm的时基为1khz，因此各元件的值都必须适应于这个频率。如果需要其它的频率，则必须用式c=1/（10×f×r）计算新的元件值，其中c是c1和c2的值，f是pwm的开关频率（hz），r是pwm输出驱动电路的总电阻。
当计算pwm输出的总电阻时，必须考虑到数字输出的额定驱动值。用v/a可以简单地替代r的值，其中v是pwm输出的驱动电压，a是输出的驱动电流（a）。例如，本设计的原值为：r=v/a=5v/0.005a=1kω，以及c=1/（10×f×r）=1/（10×1khz×1kω） =1×10-7，即0.1μf。
本电路也可以用作adc/dac的负电压电源，以及运放的双电源。对于模拟使用场合，可能需要在输出端增加滤波或小功率稳压器，以滤掉开关的瞬变电压。
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