什么是负电压？负电压是如何产生的？

负电压的概念有时不如正电压的概念直观，也许这是因为许多低压电子系统不使用负电压电源缘故，或者是因为“负”电压意味着电源具有“小于零”的能力来驱动电流通过电路。虽然许多有用的甚至高性能的器件可以在没有负电压的情况下设计和实现，但了解负电压是理解电压的关键，大多数使用电子产品的人最终会遇到需要负电压电源的电路。例如下图：

同时使用正负电压电源的B类音频放大器原理图

1、什么是负电压?

从概念上讲，负电压是一个物理学名词，电压的大小是相对于选择的参考而言的，当实际电压低于比较电压时，电压值为负。然而负电压与正电压没有根本区别，两者都表示相对于参考电位的势能。如果电路节点相对于参考节点处于正电压，并且当我们用导线连接这两个节点时，常规电流将从正节点流向参考节点。如果将负电压的电路节点连接到参考节点，则常规电流将从参考节点流向负节点。但我们必须要注意，在低压电子设计中，参考节点通常称为“接地”，但把它比喻为“电路公共点”，这样会更形象一点。

2、负电压是如何产生的?

基本电路通常从未稳压电源开始，例如来自电池或墙上变压器的电源，使用线性稳压器将其降至5 V或3.3 V。我们不能使用这种方法产生负电压，不是因为负电压与正电压有根本的不同，而是因为线性稳压器通过耗散能量来发挥作用。为了将正电压转换为负电压，我们可以使用也存储能量的稳压器电路。

电容器和电感器是可以存储能量的基本电子元件，都可用于产生负电压。基于电容器的负电压发生器属于电源电路的“电荷泵”类别，基于电感的负电压发生器属于“开关模式”类别。基于电感的解决方案(也称为 DC/DC 转换器和开关电源)更为常见。

示例图显示了为两个双极结型晶体管(BJT)供电的正负电压，可用于缓冲运算放大器的输出电流。

3、总结

虽然许多电子设备可以在没有负电源电压的情况下实现其所需的功能，但一些应用显著受益于“双极性”电源的存在，即同时具有正负电压轨的电源。例如，负电压允许正弦信号扩展到零以上和零以下，就像理论上的正弦波一样，而具有双极性电源的高功率放大器不需要(可能昂贵的)隔直电容。

审核编辑：汤梓红