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

用稳压管代替稳压器实现相对电源负极的稳定电压，但不那么稳定，输出能力紧急，但优点是同一稳压管可以实现负电压稳定：

毕竟，稳压管的原理是，当稳压管两端的电压升高超过阈值时，通过稳压管的电流会增加。串联电阻可以利用该电流产生更大的压降，稳定稳压管两端的电压。电阻可以放在前面，当然也可以放在后面。

TL431 电路图与稳压管相似，效果相似。当电压超过阈值时，通过两端的电流会增加。因此，上图中的稳压管可以直接更换TL431。

与真正的稳压二极管略有不同，TL431 还有一个引脚，就是图中右侧叉出的那个。没什么复杂的，这是TL431 参考引脚，也可以说是电压检测引脚，当引脚相对于阳极电压超过2时.5V 时，经过TL431 电流变大，然后原理与普通稳压管相同。阳极通常用于接地。

图中参考引脚与阴极连接，即接收 12V，那么只要TL431 另一端电压低于9.5V，它两端的电压超过2.5V，电流变大，R15 上升电压，TL431 两端的电压又变小了。

这个电路是用某宝随便买的。TL431 测试后，电源电压从2开始.5V 到30V，稳压值从-2.5V 变到-2.53V，足够稳定，只有以下2k 电阻从中间开始散发出奇妙的气味[狗头]。

也可以像普通人一样TL431 电路采用分压电阻，如：

正如前面所说，因为TL431 引脚相对阳极的电压是2.5V，也就是R16 两端电压为2.5V，那么经过R16 电流为：

I R = 2.5 R 16 I_R = \frac{2.5}{R_{16}} IR=R162.5

欧姆定律在任何时候都很容易使用。忽略流入或流出。TL431 检测引脚的电流，因为很小，然后通过R8 的电流就和R16 上电流相同，R8 两端电压为：

V R 8 = I R ? R 8 V_{R_8} = I_R * R_8 VR8​​=IR​∗R8​

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 ⋅ R 8 R 16 + 2.5 V = 2.5 \cdot \frac{R_8}{R_{16}} + 2.5 V=2.5⋅R16​R8​​+2.5

R8 和R16 按图里的取值，都是2k，那么结果就是：

V = 2.5 ⋅ R 8 R 16 + 2.5 = 2.5 × 1 + 2.5 = 5 V = 2.5 \cdot \frac{R_8}{R_{16}} + 2.5 = 2.5 \times 1 + 2.5 = 5 V=2.5⋅R16​R8​​+2.5=2.5×1+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。

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。