1
引言
我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。 1．1 电源供电和单电源供电 所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。 绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。 单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。(参见1.3节) 通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放基本上都是Rail－To－Rail 的运放，这样就消除了丢失的动态范围。需要特别指出的是输入和输出不一定都能够承受Rail－To－Rail 的电压。虽然器件被指明是轨至轨(Rail－To－Rail)的，如果运放的输出或者输入不支持轨至轨，接近输入或者接近输出电压极限的电压可能会使运放的功能退化，所以需要仔细的参考数据手册是否输入和输出是否都是轨至轨。这样才能保证系统的功能不会退化，这是设计者的义务。 1. 2 虚地 单电源工作的运放需要外部提供一个虚地，通常情况下，这个电压是VCC/2，图二的电路可以用来产生VCC/2的电压，但是他会降低系统的低频特性。 R1 和R2 是等值的，通过电源允许的消耗和允许的噪声来选择，电容C1 是一个低通滤波器，用来减少从电源上传来的噪声。在有些应用中可以忽略缓冲运放。 在下文中，有一些电路的虚地必须要由两个电阻产生，但是其实这并不是完美的方法。在这些例子中，电阻值都大于100K，当这种情况发生时，电路图中均有注明。 1. 3 交流耦合 虚地是大于电源地的直流电平，这是一个小的、局部的地电平，这样就产生了一个电势问题：输入和输出电压一般都是参考电源地的，如果直接将信号源的输出接到运放的输入端，这将会产生不可接受的直流偏移。如果发生这样的事情，运放将不能正确的响应输入电压，因为这将使信号超出运放允许的输入或者输出范围。 解决这个问题的方法将信号源和运放之间用交流耦合。使用这种方法，输入和输出器件就都可以参考系统地，并且运放电路可以参考虚地。当不止一个运放被使用时，如果碰到以下条件级间的耦合电容就不是一定要使用：面，用于存储敏感的应用参数，这些参数可永久锁定在只读模式下。MAX20087ATPA/VY+ Maxim Integrated MAX2008x相机电源保护IC Integrated MAX2008x相机电源保护IC是双路/四路相机保护器IC，可为四个输出通道中的每一个提供高达600mA负载电流。这些IC采用3V至5.5V电源供电，相机电源电压范围为3V至15V，在300mA时输入至输出电压降为110mA（典型值）。MAX2008x IC具有使能输入和IC接口，用于读取器件的诊断状态。该IC设有板载ADC，可通过每个开关读取电流。MAX2008x相机电源IC包括分别在每个输出通道上的过热关断和过流限制。该电源保护IC的理想应用是雷达和相机模块同轴电缆供电。
MAXM17635AMG+ Maxim Integrated MAXM17633、MAXM17634、MAXM17635电源模块 IntegratedMAXM17633、MAXM17634和MAXM17635电源模块是一系列稳压器IC和电源模块。这些器件实现散热更好、尺寸更小且更加简单的电源解决方案。MAXM17633、MAXM17634和MAXM17635具有集成控制器、MOSFET、补偿元件和电感器，可在宽输入电压范围内工作。该模块在4.5V至36V输入范围内工作，可提供高达2A输出电流。
MAXM17630AME+ Maxim Integrated MAXM17630 MAXM17631和MAXM17632电源模块 Integrated MAXM17630、MAXM17631和MAXM17632飞外网uSLIC 降压电源模块可用来设计散热更好、尺寸更小、更加简单的电源解决方案。MAXM17630和MAXM17631是高效同步降压型DC-DC模块，具有集成控制器、MOSFET、补偿元件和电感器，可在宽输入电压范围内运行。
该电源模块的工作电压范围为4.5V至36V，可提供高达1A的输出电流。MAXM17630和MAXM17631模块分别具有3.3V和5V固定输出电压。MAXM17632模块具有可调输出电压（0.9V至12V）。该器件提供真正的即插即用电源解决方案，大大降低了设计复杂性和制造风险，缩短了上市时间。内部补偿覆盖整个输出电压范围，因此无需外部补偿元件。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用峰值电流模式控制架构，可在脉宽调制 (PWM) 、脉频调制 (PFM) 或断续导通模式 (DCM) 下工作，从而在轻负载条件下实现高效率。该模块系列在-40 C至+125 C范围内的反馈电压调节精度为 1.2%。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用紧凑的薄型16引脚3mmx3mmx1.75mm uSLIC封装，且可提供仿真模... 发表于 10-21 09:59 • 237次
NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能 5低静态电流低压降（LDO）线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9％的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声，涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定，并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚，以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度（25℃时+/- 0.9％） 满载时的超低压降（典型值260 mV） 稳定性无最小输出电流 低噪声（31 uVrms） w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr） 低关断电流（0.07 uA） 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器（包括MLCC）均可稳定 提供1.5 V，1.8 V，1.9V，2.5 V，2.8 V，2.85 V，3.0 V，3.3 V，3.5V，5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 22:02 • 256次
NCV8165 LDO稳压器 500 mA 低压差 超低Iq 超高PSRR 超低噪声 5是一款LDO（低压降稳压器），能够提供500 mA输出电流。 NCV8165器件旨在满足RF和模拟电路的要求，具有低噪声，高PSRR，低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。提供DFNW8 0.65P，3 mm x 3 mm x 0.9 mm封装。 类似产品： NCV8160 NCV8161 NCV8163 NCV8165 输出电流（A） 0.25 0.45 0.25 0.50 PSRR f = 1 kHz（dB） 98 98 92 85 噪音（μV RMS ） 10 10 6.5 8.5 特性 优势 超高PSRR在1 kHz时为85dB，在100 kHz时为63dB 非常适用于Wi-Fi模块等功耗敏感设备 超低输出噪声8.5μV RMS 非常好适用于噪声敏感应用 超低静态电流12μA 在轻载条件下提高效率 工作输入电压范围1.9V至5.5V 适用于电池供电设备 极低压差200mV，500mA 满载时的低功耗 应用 终端产品 A / D和D / A转换器电源 音频编解码器 电池供电设备 相机模块 RF模块 WiGig电源 LP5907或LP5912升级 汽车设备点负载调节 信息娱乐，车身控制和导航 远... 发表于 07-29 22:02 • 548次
NCP139 LDO稳压器 1 A 超低压降 带偏置轨 是1 A LDO，配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压（VBIAS）。该器件提供非常稳定，精确的输出电压和低噪声，适用于空间受限，噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能，NCP139具有低IQ消耗。 WLCSP6 1.2 mm x 0.8 mmpackage经过优化，适用于空间受限的应用。 类似产品： NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 输出电流（A） 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1kHz（dB） 70 70 td> 60 压差电压（V） 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 优势 超低压降典型的。 40mV 允许节省功率并以非常低的Vin-Vout电压工作。 可调电压版本 低压Vcore应用的最佳选择 在1 A负载下典型的50 mV压降。 最大限度地减少调节器的功率损失 保证输出电流从0到1 非常好的选择用于高电流应用 0.5％典型输出电压精度 非常适合POL应用 输出超过1 A的电流 输出有效可用的放电选项 应用 终端产品 电池供电和便携式设备 智能手机，... 发表于 07-29 22:02 • 576次
NCP161 LDO稳压器 450 mA 超高PSRR 超低噪声 是一款线性稳压器，能够提供450 mA输出电流。 NCP161器件旨在满足RF和模拟电路的要求，可提供低噪声，高PSRR，低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。它有两种厚度的超小0.35P，0.65 mm x 0.65 mm芯片级封装（CSP），XDFN-4 0.65P，1 mm x 1 mm和TSOP5封装。 类似产品： 发表于 07-29 21:02 • 609次
LV5768V-A 降压稳压器 开关 1通道 V-A是一个1通道降压型开关稳压器。 特性 优势 不受负载影响的软启动电路。 电源电路稳定运行。 频率FOLD BACK为负时下垂。 过流保护 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻来检测。 过流保护 开启/关闭功能（启用控制） 可在外部启用控制 同步整流的1通道降压型开关稳压控制器方法 电路图、引脚图和封装图 发表于 07-29 21:02 • 688次
NCP81274 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器 74是一款多相同步控制器，针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达8个相位，并集成差分电压和相电流检测，自适应电压定位和PWM_VID接口，为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口（PSI）允许处理器将控制器设置为三种模式之一，即所有相位接通，动态相位脱落或固定低相位计数模式，以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 20:02 • 419次
NCP81276 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器 76是一款多相同步控制器，针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达4个相位，并集成差分电压和相电流检测，自适应电压定位和PWM_VID接口，为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口（PSI）允许处理器将控制器设置为三种模式之一，即所有相位开启，动态相位脱落或固定低相位计数模式，以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 20:02 • 455次
LV5725JA 降压转换器 DC-DC 1通道 JA是一个降压电压开关稳压器。 特性 优势 宽输入动态范围：4.5V至50V 可在任何地方使用 内置过流逐脉冲保护电路，通过外部MOSFET的导通电阻检测，以及HICCUP方法的过流保护 烧伤保护 热关闭 热保护 负载独立软启动电路 控制冲击电流 外部信号的同步操作 它可以改善发生两个稳压器IC之间的振荡器时钟节拍 电源正常功能 稳定性操作 外部电压为输出电压高时可用 应用 降压方式开关稳压器 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 19:02 • 398次
NCP81038 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器 38是一款双同步降压控制器，经过优化，可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81038包括两个降压开关控制器，通道2上固定5.0 V输出，通道1上3.3 V，两个板载LDO，三个输出：5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81038支持高效率，快速瞬态响应并提供电力信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡，其中转换器运行时降低了开关频率，在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 18:02 • 610次
NCP81148 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器 48是一款双同步降压控制器，经过优化，可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81148由两个降压开关控制器组成，通道2上固定5.0 V输出，通道1上为3.3 V，两个板载LDO具有三个输出：5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81148支持高效率，快速瞬态响应并提供电力商品信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡，其中转换器运行时降低了开关频率，在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V. 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 18:02 • 224次
NCP4200 具有I2C接口的多相同步降压转换器 0是一款集成电源控制IC，具有I 2 C接口。它结合了高效，多相，同步降压开关稳压控制器和I 2 C接口，可实现关键系统参数的数字编程。 特性 优势 I 2 C 启用关键系统参数的数字化编程 快速增强型PWM弹性模式架构 出色的负载瞬态性能 应用 终端产品 CPU Vcore 游戏，桌面，服务器 电路图、引脚图和封装图 发表于 07-29 18:02 • 407次
NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口 8是一款集成电源控制IC，具有I 2 C接口。 NCP4208是一款高效，多相，同步降压开关稳压控制器，可帮助设计高效率和高密度解决方案。 NCP4208可编程为1,2,3,4,5,6,7或8相操作，允许构建多达8个互补降压开关级。 特性 优势 快速增强PWM 出色的负载转换性能 应用 终端产品 CPU Vcore 台式电脑，服务器 电路图、引脚图和封装图 发表于 07-29 17:02 • 409次