引言

電源是電子設備的能源電路，關系到整個電路設計的穩(wěn)定性和可靠性。隨著電子技術的發(fā)展，數(shù)字電子系統(tǒng)向著小型化、低功耗發(fā)展，IC芯片的工作電壓越來越低，尺寸越來越小。

通常在數(shù)字電子系統(tǒng)中配置5V電源基本就能滿足系統(tǒng)需要，但在系統(tǒng)中特別是一些儀器儀表中時常又要用到需要正負電源且功率不大的數(shù)/模（D/A）或者模/數(shù)（A/D）變換、運算放大器以及其他的模擬接口電路。正負電源的設計和實現(xiàn)較為復雜和繁瑣，而RS232標準串行通信接口又是電子系統(tǒng)的標準配置之一。本文介紹一種利用RS232接口的電平轉換芯片MAX232設計正負電源的方法。

1、MAX232特性

MAX232是MAXIM公司特別為滿足EIA/TEA_223_E的標準以及V.28/V.24通信接口設計的。它們在EIA/TEA_223_E標準串行通信中得到廣泛的應用。它們具有功耗低、工作電源為3.0V－+5.5V單電源，僅需外接為0.1或1F的電容，具有雙組RS232接收發(fā)送器的特點。MAX232主要由三部分組成：電壓倍增器、RS232接收器、RS232發(fā)送器，如圖1所示。

圖1MAX232內部結構

其中的電壓倍增器采用的是電荷泵電路，其特點是采用電容儲能，外接器件少，非常適合用于便攜式設備和嵌入式系統(tǒng)中用以產(chǎn)生參考電平或給小功率器件供電等，并且隨著其電路結構的不斷改進和工藝水平的提高，也可用在較大的應用電路中。高效率電荷泵DC/DC轉換器正在以其功耗小、成本低、結構簡單、無需電感和一極答等外ICI組件、高EMl擬制等優(yōu)點在電源管理電路中得到廣泛應用。

2、電源設計

MAX232是TTLRS232電平轉換的典型芯片，利用其內部的雙電荷泵來實現(xiàn)電壓轉換。其電荷泵電路由圖1的1、2、3、4、5、6腳和4只電容（C1～C4）構成。功能是產(chǎn)生+10v和－10v兩個電源，以滿足RS－232串口電平的需要。第一個電荷泵是利用電容C1將輸入的+5V倍壓為+10V作用在C3上輸出;第二個電荷泵是利用電容C2將前一個電荷泵升壓得到的+10V轉換為－10V作用在C4上輸出。按照芯片的推薦電路，將圖1中的振蕩電容C1～C4取為1uF的時候，若輸入電壓為5V，輸出電壓可以達到－10V左右，輸入電壓為0V，輸出電壓可以達到10V，其短路電流為30mA。因此，在功耗不是很大的情況下，可以將MAX232的輸出信號經(jīng)穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓后作為電源使用。

圖2MAX232的負載電流和輸出電壓與所選電容的關系曲線

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