正负压电路：巧妙设计背后的奥秘

　　在电子电路设计领域，正负压电路的设计常常需要精妙的构思和布局。今天，我们要探讨的是一个来自 LT1930 数据手册的正负压电路，它能够将 5V 电压升压为 ±15V 输出，其设计之巧妙令人赞叹。

　　这个正负压电路采用了对称的电荷泵结构，并且从 +15V 那路取反馈。这种设计的精妙之处在于，它能够尽可能地让 -15V 那路的输出更加精确和稳定。下面我们就详细剖析一下这个电路的工作原理。

　　整个电路的核心思想是利用电荷泵的原理。电荷泵是基于电容两端电压不能突变的性质来工作的，通过巧妙的电路设计，实现 15V 和 -15V 的输出。不过，需要注意的是，这种电荷泵电路的带载能力通常比较有限。以这个电路为例，手册中给出的最大负载电流为 70mA，相对来说较弱。

　　当芯片内部开关管 Q1 闭合时，芯片会为电感 L1 充电。而当芯片内部开关管 Q1 打开时，电感 L1 会叠加输入电压 VIN 进行放电，此时 SW 点的电压呈现方波波形。下面是 LT1930 的内部框图：

　　接下来我们看看仿真图和仿真的 SW 节点波形：

　

　当内部开关管打开时，对应 SW 高电平部分，二极管 D3 和二极管 D2 导通。此时，电感电压叠加输入电压 VIN 为电容 C3、电容 C1 和电容 C2 充电。充电路径如下所示，在这个过程中，要特别注意电容 C3 和电容 C1 两端的电压差（左正右负）。通过仿真可以看到，C3 两端电压几乎恒定为 16V（实际上由于电流的充电放电，会有一定的波动），C1 两端的电压差恒定在 0.48V 左右（这与肖特基二极管以及负载相关）。

　

　电容和二极管的电流波形如下：

　　当内部开关管闭合时，对应 SW 低电平部分，SW 点电压几乎为 0V（由于电容两端电压不能突变，所以电容右侧变为负值）。此时，二极管 D1 和二极管 D4 导通，电容 C3 和电容 C1 放电（从电容电流波形和二极管电流波形的对应关系可以判断）。

　　由于反馈是从正压输出那里取的，所以可以保证正压输出为 15V。而负压和正压的电路是相互对称的，基于这种对称性，能够保证 C4 上端电压是一个较为精准的 -15V。

　　电容和二极管的电流波形如下：
　　总结一下，这个正负压电路通过对称的电荷泵结构和巧妙的反馈设计，实现了较为精确稳定的正负压输出。