Negative Spannungsregler

Ich bin ein wenig verwirrt darüber, warum diese existieren und wie sie sich zwischen regulären positiven Spannungsreglern unterscheiden.

Mir scheint, wenn ich -5V von -12V und 0V haben wollte, würde ich einen normalen 7V-Regler mit -12V an GND und 0V an .$V_{in}$

Fließt der Strom in die andere Richtung? Der positive Regler würde braten oder einen offenen Stromkreis verursachen?

Einfache Antwort: Sie würden in Ihrem Fall 5 V erhalten, sich jedoch auf -12 V anstatt auf Masse beziehen. Mit anderen Worten, Sie hätten -7V, nicht -5V. Darüber hinaus würde der Regler nur Quellenstrom auf die -7V Schiene nicht absinken es , wie es für eine negative Spannung zu erwarten.

Wenn Sie einen Schaltkreis mit 5 V zwischen -7 V und -12 V betreiben möchten (der -12 V ist die Masse für diesen Schaltkreis), können Sie einen positiven Regler wie beschrieben verwenden. Wenn Sie jedoch eine Schaltung zwischen Masse oder höher und -5 V betreiben möchten, benötigen Sie den negativen Regler.

Nehmen wir also Ihr Beispiel mit 0 V und -12 V. Aus Sicht des positiven Reglers haben Sie keine 0 V und - 12 V. Seine GND, dh seine lokalen 0 V, ist das, was auch immer mit seinem GND-Pin verbunden ist. In Bezug auf alles, was nach dem Regler angeschlossen ist, ist der GND-Wert des Reglers der eigene GND-Wert und der Vcc-Wert des Reglers der eigene Vcc-Wert.

Was Sie hier getan haben, ist im Grunde den Rest der Schaltung durch Thévenins Generator zu ersetzen. Der Last ist es egal, was Sie auf der anderen Seite haben, weil sie einfach die positive Spannung sieht.

Werfen wir einen Blick auf diese vereinfachte Schaltung:

Hier haben wir die -12 V an den GND-Pin des Reglers angeschlossen, die äußere GND an Vin des Reglers und wir haben eine Last an den Regler angeschlossen. Die Spannung an der Last beträgt in diesem Fall +7 V, da die Masse der Last mit der Masse des Reglers identisch ist. Wir haben im Grunde genommen eine neue virtuelle Masse geschaffen, von der aus wir die Spannung zählen können. Der wichtigste Punkt ist jedoch, dass es vom Standpunkt der Last keinen großen Unterschied gibt, wenn man nur GND +12 V und -12 V GND nennt. Sie müssen bereits die negative Spannung von irgendwo haben und negative Regler sind normalerweise da, um das Irgendwo-Problem zu lösen. Während die Spannung an der Last aus Sicht der Hauptmasse -5 V beträgt, beträgt sie aus Sicht der Last +7 V.

Hier ist eine andere Schaltung, die dieselbe Argumentation wie die vorherige verwendet:

Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Last tatsächlich eine Spannung von +5 V in Bezug auf die eigene Masse sieht. Diese Spannung beträgt -7 V in Bezug auf die Hauptmasse des Stromkreises, aber die Last selbst sieht das nicht, da die Masse der Last zusammen mit der Masse des Reglers müde wird.

Schauen wir uns nun eine 7905-Schaltung an:

Sie haben die gleiche Masse zwischen der Lastseite des Reglers und der Eingangsseite des Reglers! Das ist wichtig! In fast allen Situationen, in denen der Begriff negative regulatorwichtig ist, ist es so, weil Sie den positiven Regler bereits irgendwo haben. Geräte, die sowohl eine positive als auch eine negative Spannung benötigen (wie Operationsverstärker in einigen Konfigurationen), müssen eine positive Spannung in Bezug auf die gemeinsame Masse und eine negative Spannung in Bezug auf die gemeinsame Masse aufweisen. Während Sie mit Ihrem Beispiel -5 V in Bezug auf die Hauptmasse erhalten, müssen Sie die negative Spannung schon irgendwie herstellen.

Mir scheint, wenn ich -5V von -12V und 0V haben wollte, würde ich einen normalen 7V-Regler mit -12V an GND und 0V an Vin anschließen.

Es ist im Handel kein 7-V-Regler erhältlich, und Ihre Lösung würde sich unerwartet verhalten, wenn die -12-V-Spannung nicht geregelt ist:

Nehmen wir an, die Spannung steigt aufgrund des höheren Stroms auf -10V. Jetzt wäre der Ausgang in Ihrem Fall nur noch -3V. Ein 7905-Regler würde immer noch -5V ausgeben.