7905 和TL431 负电压稳压电路 - 相对于电源正极的稳压和浮地电路

负电压：以电源正极为参考零点

首先要澄清，这里所谓的负电压稳压并不是像电荷泵一样产生一个负电压，而是类似7905 的作用，稳压芯片的地和输入/输出电压反过来，GND 电压更高。如果GND 接电源正极，输出就是稳定的比电源低固定的电压，如果以电源正极为参考零电位，稳压器输出的是负电压。其实就和PNP 三极管的数据都是负的一样，如下图：

那么普通的1117 之类的LDO 反接一下是不是也可以反向稳压呢？可以试试看[狗头]

在很多地方7905 是和7805 对称组合使用的，类似下面这样：

如此一来后面的电路只要把它们的地连接到7805 和7905 中间的地引脚，就能获得正负双向的稳定电压，简单方便为运放提供双电源。

如果用稳压二极管

用稳压管可以代替稳压器实现相对电源负极的稳定电压，只是没那么稳定，输出能力也捉急，但是好处是同样的稳压管换个位置就可以实现负电压稳压：

毕竟稳压管的原理就是，当稳压管两端电压升高超过阈值的时候经过稳压管的电流会增加，串联个电阻就可以利用这个电流产生更大的压降，使稳压管两端的电压稳定。电阻可以放在前面，当然也能放在后面。

用TL431

TL431 在电路图上长得和稳压管差不多，效果也类似，都是电压超过阈值时增加经过两端的电流。所以上面图里的稳压管可以直接换成TL431。

和真正的稳压二极管稍有不同，TL431 多了一个引脚，就是图里右边岔出去的那根。也没什么复杂的，这是TL431 的参考引脚，也可以说是电压检测引脚，当这个引脚相对于阳极的电压超过2.5V 时，经过TL431 的电流变大，然后就是和普通稳压管一样的原理。阳极就是一般拿来接地的那一端。

图里参考引脚和阴极接在一起，也就是接到+12V，那么只要TL431 另一端电压低于9.5V，它两端的电压就超过了2.5V，电流就变大，R15 上的电压上升，TL431 两端的电压又变小了。

这个电路用某宝上随便买的TL431 测试过，电源电压从2.5V 到30V，稳压值从-2.5V 变到-2.53V，算是够稳定了，只是下面的2k 电阻从中途就开始发出奇妙的气味[狗头]。

也可以像普通的TL431 电路一样使用分压电阻实现可调稳压，比如：

像前面说的，由于TL431 的稳压作用，检测引脚相对阳极的电压是2.5V，也就是R16 两端的电压是2.5V，那么经过R16 的电流就是：

$$I_R=\frac{2.5}{R_{16}}$$

欧姆定律，任何时候都好用。忽略流入或者流出TL431 检测引脚的电流，因为非常小，那么经过R8 的电流就和R16 上的电流相同，R8 两端的电压就是：

$$V_{R_8}=I_R\ast R_8$$

TL431 阴极对阳极的电压等于R8 的电压加上R16 的电压，所以结合上面两式，稳压值就等于：

$$V=2.5\cdot \frac{R_8}{R_{16}}+2.5$$

R8 和R16 按图里的取值，都是2k，那么结果就是：

$$V=2.5\cdot \frac{R_8}{R_{16}}+2.5=2.5\times 1+2.5=5$$

以电源正极为参考时就是-5V。

顺便一说，上面计算中的假设是：因为流入或流出TL431 检测引脚的电流很小，所以可忽略。这个“很小”是相对于两个电阻上的电流来说的，如果两个分压电阻取值过大，经过它们的电流总量就很小，那TL431 分流的电流可能就不可忽略了，而这个电流和TL431 的内部特性有关，是不稳定的。

另一种用途：抬高地电位

负电压稳压除了能给运放提供负电源，还有另一个重要的用处。比如说，如果手里的某个芯片最大输入电压只有5V，现在要用它测量最低9V，最高12V 的电压，电源电压也是12V，该怎么做？

最简单直觉的方法当然是首先用个LDO 给芯片降压供电，再用一个分压器，把9~12V 的输入信号降低到5V 以内，也就是图里这种感觉：

但是注意到信号的变化幅度只有3V，也就是说相对于+12V，信号的最小值是-3V，那么如果给芯片-5V 供电，信号范围就在芯片的承受范围内了，如下图：

这种电路多用于运放或者比较器测量差分信号的场合，被称为“浮地”。首先，一般运放或者比较器的工作电流很小，R15 上的电压起伏不会太大，哪怕经过一堆电阻也足够给芯片提供工作电流。其次，输入是差分信号，而接地电阻R15 上的干扰会同时附加到两个输入信号上。就是说如果R15 电压升高了，也就是芯片的地电位升高了，输入信号就相应的减少，但是两个信号之间的差值并不变，而这个差值才是芯片真正关注的东西。也就是说R15 引入的是共模干扰，在测量差分信号时更容易被过滤掉。

反之，如果像第一张图那样用分压器先处理信号，那么差分信号是两个信号源，就得有两套分压电路一边接一个，这样一来两套分压电路引入的干扰就独立的叠加到两个信号上，干扰的量和极性都是随机的，很难处理。