引言

電源是電子設(shè)備的能源電路，關(guān)系到整個(gè)電路設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性。隨著電子技術(shù)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(shí)常又要用到需要正負(fù)電源且功率不大的數(shù)/模（D/A）或者模/數(shù)（A/D）變換、運(yùn)算放大器以及其他的模擬接口電路。正負(fù)電源的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜和繁瑣，而RS232標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口又是電子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。本文介紹一種利用RS232接口的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232設(shè)計(jì)正負(fù)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(biāo)準(zhǔn)以及V.28/V.24通信接口設(shè)計(jì)的。它們?cè)贓IA/TEA_223_E標(biāo)準(zhǔn)串行通信中得到廣泛的應(yīng)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(diǎn)。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(nèi)部結(jié)構(gòu)

其中的電壓倍增器采用的是電荷泵電路，其特點(diǎn)是采用電容儲(chǔ)能，外接器件少，非常適合用于便攜式設(shè)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(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)和工藝水平的提高，也可用在較大的應(yīng)用電路中。高效率電荷泵DC/DC轉(zhuǎn)換器正在以其功耗小、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無需電感和一極答等外ICI組件、高EMl擬制等優(yōu)點(diǎn)在電源管理電路中得到廣泛應(yīng)用。

2、電源設(shè)計(jì)

MAX232是TTLRS232電平轉(zhuǎn)換的典型芯片，利用其內(nèi)部的雙電荷泵來實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)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(gòu)成。功能是產(chǎn)生+10v和－10v兩個(gè)電源，以滿足RS－232串口電平的需要。第一個(gè)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(gè)電荷泵是利用電容C2將前一個(gè)電荷泵升壓得到的+10V轉(zhuǎn)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(shí)候，若輸入電壓為5V，輸出電壓可以達(dá)到－10V左右，輸入電壓為0V，輸出電壓可以達(dá)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(hào)經(jīng)穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓后作為電源使用。

圖2MAX232的負(fù)載電流和輸出電壓與所選電容的關(guān)系曲線

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