CN1134884C - 采用充电泵的可调电压转换器 - Google Patents

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Abstract

在设计可调充电泵(500)时，采用一可变电压装置(504，501)来降低充电泵对电容(C1)的充电。因此，在充电泵的输出电压上不要采用任何二次通路元件就可对充电泵的输出进行控制。在一换向充电泵结构或一倍压结构中，可变电压装置，如一可变电阻，将电压从充电电容中“窃取”过来。优选地，这种带有可调充电泵的电压转换器可用来给LCD显示器(303)提供一可调的对比度控制。利用这种设计，可实现一定的内在安全要求，由此以制造一背景照明，且又内在安全的LCD显示器。

Description

采用充电泵的可调电压转换器
发明领域
本发明涉及一可调输出充电泵，具体地讲，它采用一可调输出充电泵，给一内在安全的背景照明液晶显示器提供一电源以及一对比度调节电路。
问题陈述
在工序控制装置的某些“危险”区域内，装有测量仪表，对于该“内在安全度”，某些工业已采用和执行了一些标准。危险区域系指工序装置内那些可能存在爆炸环境的部分。为了在危险区域使用工序控制测量装置，必须采取保护措施，以防止在爆炸环境内将材料点燃。这可由许多方法来实现，包括封装，气密，以及采用防火保护层等等。这些方法的工作原理为，将可燃气体同那些热表面或火星可能引起点燃的设备隔离开来。采取内在安全性为另一保护方法，因为在设计设备时，即使在设备内或给设备供电过程中发生故障，都不会在气体内产生点燃现象，所以它可以允许气体与设备保持接触。内在安全要求可通过限制电路中的能量大小来实现，这样，所产生的火花与热量将不能足以点燃该气体。
内在安全电路(“IS电路”)中所限制的能量大小既包括瞬时能量又包括存储能量。瞬时能量由一“屏障”电路进行限制，该“屏障”电路设在防火外壳内，或位于一安全区。典型地，多数带有一块工序控制测量装置的电路都设在危险区域内的安全区或防火外壳内。防火外壳内的电路与IS电路之间的所有接线都要经过屏障电路，以限制供给IS电路的最大电流及电压。屏障电路中所采用的元件比较大，且又较为昂贵，因此，随着与IS电路的接线数量不断增多，制造成本与包装尺寸也就会逐渐加大。限制IS电路中的存储能量可通过减小储能装置的尺寸来实现，如IS电路中的电容，电感等。
在工序装置中，希望采用的测量装置能够提供一局部的可视数据读出(在此参考为“现场安装显示”)。现场安装显示不但受到了工序控制测量装置用户的重视，而且，在低亮度情况下，希望能优选地采取背景照明显示来帮助查看显示器。对于现场安装显示，尤其是背景照明显示，在实现其内在安全性时存在一定的困难。现场安装显示可包封在一透明的防爆外壳内，但该方法极为昂贵，对许多应用都是不现实的。内在安全要求也限制了现场安装显示的供电功率大小。而且，背景照明液晶显示器(“LCD显示器”)需要三种供电电源。一电源供给数字电路，第二电源供给显示对比度，第三种电源供给背景照明。因此，目前在工序控制工业中所采用的LCD显示器都比较小(一线或两线显示)，且不带背景照明。
因此，需要有一内在安全，又带有背景照明的液晶显示器(“LCD显示器”)，且在IS电路与安全电路之间采用最少数量的接线，IS电路中包括有LCD显示器，而安全电路位于安全区或防火外壳之内。
方案陈述
根据本发明的供电电源与对比度调节系统，可解决上述问题以及其它一些问题，而且在该技术领域内能实现一优越性。本发明的系统提供了一内在安全，且带有背景照明的LCD显示器，通过两根接自防火外壳的接线可接收所有所需的功率。另外由两根接线将信号接至显示器。通过小心利用单一的IS供电电压，以及采用一具有独特结构的充电泵，便可实现给IS电路提供全部三种供电电源。
单一的内在安全电压(IS_PWR)通过两根接线(在IS_PWR+与IS_PWR-之间)从安全区或防火外壳接到IS电路中。显示器需要三种供电电压进行正常工作。VCC(+5V)用来给LCD显示器的数字电路提供电源。VEE为一可变负电压，用于LCD显示器的对比度控制。Vb1电压用于背景照明。由于低压背景照明是由一阵列不定的发光二极管组成，所以它与公共模电压Vb1没有关系。在本发明系统中，所有三种供电电压都取自IS_PWR。利用一负调节器，将IS_PWR的5V“最大”电压值作为5V VCC的供电电压。这样，可以把VCC电压供给显示器，同时还有一优点，即不会浪费负调节器的总电压。实际上，负调节器的总电压被加在充电泵的输出端子上，以产生VEE电压。由于背景照明电路是由一阵列不定的二极管组成的，且与公共模电压没有关系，因此，IS_PWR未经处理便可以满足背景照明要求。
利用一充电泵将IS_PWR转换为一可变的负电压VEE，以控制LCD的对比度。现有对比度控制电路中，在固定的负供电电压上加上一可调的二次旁路元件，如一运算放大器和晶体管，由此改变电压幅值供给显示器，以完成对比度调节。然而，由于所需显示容量相对应的储能元件会破坏内在安全要求，所以旁路元件需要的电压应该超过该固定电压。
在本发明的系统中，对充电泵该充电电容上的存储电压进行控制，这样，无需其它任何控制元件，就可在充电泵的输出端子上获得所需的电压值。单级充电泵包括有两个电容。充电电容由输入电压进行充电，然后再对滤波电容放电。充电泵产生一输出电压，其值取决于充电电容两端的电压值。根据本发明，在放电电容上串联了一晶体管。控制晶体管的阻抗，以从充电电容中“窃取”一些电压。由此，利用一控制回路对晶体管的阻抗进行控制，可以实现直接控制充电泵的输出，以产生所需的充电泵输出。充电泵的输出电压加在负调节器的总电压上，产生一约-4V～-12V的可变电压VEE。
为减小充电泵的电容尺寸，本发明充电泵采用的工作频率较高。这样还可以提高本发明系统的内在安全性能。
本发明采用一单一的9V电源，由它获得VCC(+5V)，VEE(-4V～-12V)及Vb1(+9V)。通过小心利用一控制充电泵及一负调节器，现有系统可以省掉一些控制与存储元件。
附图简述
附图1为一装置在危险区域的视图；
附图2为一位于安全区电路与内在安全电路之间的接口方框图；
附图3为本发明的一电源方框图，以及一用于内在安全LCD显示器的对比度控制方框图；
附图4为现有充电泵的简图；
附图5为本发明充电泵及对比度控制简图；
附图6为本发明供电电源及对比度控制图。
详述
一般的内在安全性-附图1～2
参考附图1～2，我们来讲述内在安全性的含义及要求。内在安全性的基本含义不构成本发明的一部分，但其要求则构成了本发明的一部分动机。如附图1所示，危险环境100内装设有一块工序控制测量装置101。测量装置101由防火外壳102构成，而外壳102通过接线104接在内在安全电路(“IS电路”)103上。内在安全电路为这样一电路，即电路所产生的任何火花或热作用都不会导致爆炸气体点燃，如危险环境100。世界各种标准组织已经给危险环境下过定义，而且为用于这种区域的测量装置设置了设计标准。欧洲标准EN50020(“用于潜在的爆炸气氛的电气设备-内在安全性‘i’”)就是这样一例标准。对于由接线104接至IS电路103的所有信号，诸如欧洲标准EN50020的标准都对其瞬时功率(有关电流及电压值)作出了定义。这些标准也定义了IS电路103所允许的存储能量大小。在按照标准，如欧洲标准EN50020进行电路设计时，标准规定了IS电路103的一些误用情况，或一些可数与不可数的故障，它们都有可能在IS电路103或防火外壳102所含的电路中发生，在危险环境100中存在有某些爆炸气体时，这些误用和故障必须不能在IS电路103中引起足够的能量，使得爆炸气体点燃。
附图2比较详细地讲述了IS电路103与防火外壳102之间的接口。元件200～205当中包括一供电电源，它位于IS电路103之外，且通过导线IS_PWR+与IS_PWR-将一内在安全电源接至IS电路103。IS_PWR在接到IS电路时，由变压器201提供了一基本的电流绝缘。熔丝200防止变压器201过热，并给变压器201的二次线圈提供了一电流上限。在变压器201的二次侧，整流器202对AC电压进行整流。整流器202的整流AC电压在经过调节器203后输出一整流DC电压。在本发明的一优选实施方案中，调节器203的输出电压为11V。内在安全(“I.S.”)屏障205包括一些齐纳二极管，以限制I.S.屏障205在IS_PWR+与IS_PWR-之间输出的电压值。
在本发明的一优选实施方案中，利用发明的充电泵电路给LCD显示器提供供电电源。通过控制IS_PWR来获得所需的可变电压源，这将在下文中讲述。信号送给LCD显示器时，LCD显示器分别由线路IS_TX及IS_RX进行接收。在防火外壳102内，这些线路通过光耦合器206、207以及接口208、209同其它电路(没有示出)隔离开来。元件200～209的选择及操作跟本发明无关。在此讲述它们的目的只是为给IS_PWR提供结构内容，IS_PWR的用途将在详述的剩余部分中讲述。
一般的供电电源及对比度控制电路-附图3
附图3用方框图的形式展示了一供电电源以及IS电路103内的对比度控制电路。通过线路IS_PWR+及_PWR-获得一单一固定的内在安全电源IS_PWR。如附图2所示，IS_PWR是在IS电路103之外产生的。通信时，信号分别对IS-TX与IS_RX进行发送和接收，在防火外壳102内的电路中，这些信号由微处理机302通过线路301来接收。微处理机对这些信号进行处理后，在LCD303上产生一可读输出。微处理机302在LCD303上产生输出的操作过程对本领域的技术人员来说，是非常熟悉的，因而它不构成本发明的一部分。
LCD3 03在正常操作时需要三种不同的电源。所有三种电源VCC，VEE及Vb1都是从IS_PWR获取的，这将在下文进行阐述。在本发明的一优选实施方案中，IS_PWR设计的标称值为150毫安(mA)，9伏特，它最佳地满足了欧洲标准50020的内在安全要求，同时也满足了电路300及LCD303的工作要求。对于每个开路电压值，如IS_PWR，VCC，VEE及Vb1，欧洲标准EN50020都规定了其最大允许短路电流值，以严格限制危险区可能产生的瞬时能量大小。假设按照本发明的优选实施方案给定IS_PWR的标称电流与标称输出电压值，那么，在确定各种保护装置的值时，它们必须能确保在理想工作输出电压及输出电流情况下传送出最大的功率，同时又要低于欧洲标准EN50020所限制的能量值，这些保护装置包括熔丝、限流电阻、限压二极管等等，如附图2所示的元件200～205。
在电路300中，为了采取尽可能大的电容储能元件，希望能够减小电路300的供电电压，这样是比较有利的，因为这些元件所存储的能量与其电压的平方成正比。对于一满足电路300与LCD300工作要求的给定输出电压，在选择短路电流的上限点时要尽可能实际地靠近欧洲标准EN50020所规定的限度，这样是比较有利的，由此，电源电路的输出阻抗便减小了，如附图2所示的元件200～205，同时，输出电压对输出电流的依赖性也得以减小。VCC供给电路300的数字电路。在本发明优选实施方案中，VCC约为5V，且必须提供30mA的最大电流。VEE为供给LCD303的电压，用来控制LCD303的对比度。在本发明优选实施方案中，VEE为-4V～-12V的可变电压，且必须提供20mA的最大电流。Vb1供给LCD303，为LCD303的阵列311提供电源。典型地，在阵列311上加上一合适的电压，使得阵列311的二极管发光，由此实现LCD显示器的背景照明。在本发明的优选实施方案中，Vb1约为8.5V，且必须提供约100mA的最大电流。为此，在本发明的优选实施方案中，IS_PWR必须提供约150mA的电流及约9V的电压。
负电压调节器304接于IS_PWR+与IS_PWR-之间。电压调节器304产生一低于IS-PWR+5V的5V接地电压VCC，并在VCC处接入LCD303。还有利用其它一些拓扑电路来产生接地极，但采用负电压调节器304是比较有利的，因为它不会浪费调节器的总电压。出于严格的内在安全要求，需要采用一极小的功率对IS_PWR进行小心地控制。下文将会详尽讨论，调节器304的总电压加在充电泵305的输出上，以产生电压VEE。
IS_PWR送在LCD303的输入端Vb1+与Vb1-上，给LED阵列提供背景照明电源。背景照明控制306为一开关电流转发器，用户通过它打开或关闭LCD303的背景照明。
用户可通过调节对比度控制307来控制LCD303的对比度值。对比度控制307通过路径310从微处理机302获得数字输入信号，并且控制着VEE的幅值，这在下文将作更详尽地讲述。
齐纳二极管308～309在电路300中的作用为充当电容储能元件的分压限制器。齐纳二极管308～309有效地限制了电路300的电容储能作用。参考附图2，在I.S.屏障205中也装设了一些齐纳二极管(没有示出)，它们为Vb1提供同样的保护作用。利用齐纳二极管可以确立一“箝位”电压，这对那些从事内在安全设计工作的技术人员来说，是非常熟悉的。
充电泵及对比度控制-附图4～6
附图4示出了已知的一充电泵电路400的简图，美国专利No.5410465曾讲述过这种充电泵电路。在该例子中，二极管的作用是用来整流的，当然也可以采用模拟开关。此外，该装置为一倒置转换器，根据本发明，该增压结构所提供的适用电流是等效的。振荡器401产生一方波信号，该方波在半个周期内将充电电容C1的电压基本充至等于振荡器401的输出电压幅值。在振荡器401的前半个振荡周期内，电流经过充电电容C1(由此称为充电电容C1)及二极管D1后，从振荡器401的正极流向振荡器401的负极。在振荡器401输出的后个半周期内，堆积在充电电容C1上的电荷被送至滤波电容C2。在振荡器401的后半个周期期间，电流从充电电容C1出发，流经振荡器401，滤波电容C2(由此称为充电滤波电容C2)及二极管D1，然后重新回到充电电容C1。假如C1与C2电容大小相等，那么，在每个半周期内，C1与C2之间的电荷差就会送到C2上。电路400为一倒置充电泵，假设带负载时的电荷消耗率小于振荡器401的电荷输送率，那么Vout就会逐渐达到-Vosc，在此，Vosc为振荡器401的电压。
充电泵电路400的机理为，通过将充电电容C1的电荷转移到滤波电容C2上，将电压转换成另一电压值。电容的电荷库仑数等于其电容法拉乘以电压伏特数。在电压一定的情况下，电容越大，则电荷也越大，因此，为了能够传送较大的电荷，通常都要加大充电泵的电容大小。电流传送(单位时间内所传送的电荷)为振荡器401的频率函数。由于需要减小电容的尺寸来获取内在安全要求，所以充电泵电路400的工作频率都做得非常大，以提供极大的激励电流。现有的对比度控制电路利用在固定的Vout上加上一可调的二次旁路元件(没有示出)，以获得用于对比度调节的可调电压VEE，这种二次旁路元件如晶体管与运算放大器等等。然而，由于所需显示容量相对应的储能元件会破坏内在安全要求，所以旁路元件所需的电压应该超过该固定电压值。
附图5示出了本发明充电泵电路500的一简图。如附图3所示，充电泵305的输出(附图5中的Vout)加在负调节器304的总电压上，直接产生电压VEE，而不需要任何二次旁路元件，且不会带来相关的内在安全问题。通过控制充电电容C1存储的电荷数量，便可以控制其两端的电压，由此实现对Vout进行调节。这可通过许多方法来完成，这些方法包括但不局限于，在振荡器401所决定的固定充电间歇内，对流经充电电容C1的电流进行可控性限制。控制充电电容C1的存储电量可由以下方法实现，即引入一可变元件，用它消耗掉振荡器401的一部分电压，将一可控的逆差电压加在充电电容C1上。典型地，这种可变元件可由一可变电阻，可变电容，或非独立的电压源组成。在本发明的一优选实施方案中，采用一非独立的电流转发器501来限制充电电容C1的存储电荷。通过控制输入端502，可使得非独立电流转发器501产生有效短路，这样，电路500的工作情况就如同附图4的电路400。然而，在非独立电流转发器501引入阻抗后，可有效地从充电电容C1“窃取”一部分电压，这就使得充电电容C1的充电电压小于振荡器503的电压。如附图4所示，滤波电容C2的电压(Vout)大小取决于充电电容C1的电压。因此，从充电电容C1传送到滤波电容C2的电荷就减少了，由此也降低了Vout值。包括运算放大器504及反馈505的控制回路通过控制线路506对非独立电流转发器501进行控制，由此实现控制Vout值。控制输入端502为模拟对比度控制值，它由一数字-模拟转换器进行设置，而数字-模拟转换器是由微处理机302根据用户及周围环境的输入来进行控制的。
参考附图3与5，若IS_PWR为+9V，那么5V负调节器304的总电压约为-4V。因此，VEE等于Vout(一负电压)加上-4V。Vout的最大值约为-8V，所以VEE可约从-4V调至-12V。通过控制端502可直接对充电泵电路500的输出实行控制，由此来调节VEE值。
附图6为应用本发明的一供电电源详图，以及一用于LCD显示器的对比度控制电路600。电容C6、C7分别给IS_PWR与VCC提供滤波作用。在电路600中，元件U1，C1～C5，R1～R3和D3-D4组成充电泵的振荡器。史密特触发器U1，电阻器R1以及电容C3组成一史密特触发振荡器，在史密特触发器U1的输出端子上产生一频率约为600KHz的5V方波。史密特发器U1输出端的5V方波接在晶体管Q1的基发射极二极管上，IS_PWR+电压加在二极管D3及电容C4上。史密特触发器U1输出端的5V方波还接在晶体管Q2的基发射极二极管上，IS_PWR-电压加在二极管D4及电容C5上。因此，史密特触发器U1输出的单个方波可同时驱动晶体管Q1及晶体管Q2。由电容C4与电阻R2，及电容C5与R3所确定的时间恒值将远远大于振荡周期(约1.6μs)，因此，在晶体管Q1与Q2的基极上会出现一很纯净的方波。电阻R2及R3还可用来限制晶体管Q1与Q2的基极电流，它们均在1mA左右。
晶体管Q1与Q2形成一推挽激励器。由于驱动每个晶体管的基极为同一方波，且晶体管Q2为NPN型，而晶体管Q1为PNP型，所以当基极电压处于每个相互替换的半周期内时，晶体管就会导通。为讲述充电泵的工作过程，我们假定晶体管Q3一直是导通的。晶体管Q1导通时，电容C1就会被充电至一电压，该电压值等于IS_PWR(约9V)减去晶体管Q1的集电结饱和电压与二极管D1的正向电压。这两种电压损失的总和约为0.7V。晶体管Q1关断后，晶体管Q2导通，这样，晶体管Q2的集电极便连到接地极上，由于电流不能经过二极管D1反向导通，所以电容C1的两端电压被保持住，二极管D2的阴极电压被箝至-9y。这时，电流可以正向流过二极管D2，因而电荷可在电容C1与电容C2之间传送。
在振荡器的充电过程中，充电泵的输出电压VEE取决于电容C1两端存储的电压大小。因此，可以在电容C1上加入一元件，使得晶体管Q1的集电极电压降低，从而减小输出电压值VEE。在电路600中，加入的元件为晶体管Q3，利用晶体管Q3上的压降值可以控制电容C1两端的电压。晶体管Q3的基极电压取决于运算放大器U2经过电阻R4后的输出值。VEE由电阻R5及R6分配成一反馈回路送至运算放大器U2。微处理机(没有示出)的数字信号经过线路LDC-ADJ送给放大器/滤波器601，放大器/滤波器601由运算放大器U3，电阻R7～R9及电容C9～C10组成。放大器/滤波器601的输出接到运算放大器U2的负输入端子上，而VEE的分配电压则接在运算放大器U2的正输入端子上。这样，通过控制晶体管Q3两端的电压降，就可以将LCD的对比度控制为一理想的值。
负电压调节器VR1在VCC端提供一+5V的输出电压。如同附图3所示，电压调节器VR1将其总电压(约-4V)加在充电泵电路的输出端上，由此形成电压VEE。
表1列举了电路600优选实施方案的典型值。
                        表1
参考符号  值(KΩ)  参考符号  值(μF)  参考符号  值
R1  10  C6  0.1  U1  HC14
R2  2.2  C7  0.1  U2，U3  MC33174
R3  2.2  C3  0.00015  Q1  2N3906
R4  27  C4  0.01  Q2，Q3  2N3904
R5  12.7  C5  0.01  D1，D2  BAV99
R6  53.6  C1  0.01  D2，D3  1N5817
R7  68.1  C2  0.01  VR1  79L05
R8  68.1  C8  0.01
R9  140  C9  0.01
 C10  0.01
概要
讲述一可调的倒置电压转换器，其倒置充电泵的输出电压是通过以下方法控制的，即由一可变元件消耗掉一部分充电泵振荡器的电压，由此将剩得的逆差电压加在充电电容上。这种倒置电压转换器优选地用于LCD显示器的对比度控制。

Claims (12)

1.一可调电压转换器，带有一振荡器(L1)及一充电泵电路，振荡器(L1)用来产生振荡信号，充电泵电路对振荡信号与控制信号作出响应，将一基本固定的外部电源转换成一可调的输出电压，该充电泵电路包括：
一位于充电泵电路内的充电电容(C1)，根据振荡信号，它周期地将外部电压源变成一充电电压；
一位于充电泵电路内的滤波电容(C2)，它从充电电容(C1)中获取电荷，并将其变成一输出电压；以及
一个位于充电泵电路内的可变阻抗装置(Q3，U2)，该可变阻抗装置(Q3，U2)的阻抗通过所述的控制信号进行控制，所述的可变阻抗装置(Q3，U2)与所述的充电电容(C1)进行串联连接，以使在该可变阻抗装置(Q3，U2)上的电压根据控制信号来调节充电电容(C1)所接受的充电电压大小，由此控制滤波电容(C2)的输出电压值Vout。
2.根据权利要求1的电压转换器，该充电泵电路包括：
第一开关装置(Q1，Q2)，在振荡信号的第一半周期内，该开关装置将外部电压源电压供给充电电容(C1)，由此，充电电容(C1)被充电到一充电电压；
第二开关装置(Q1，Q2)，在振荡信号的第二半周期内，该开关装置将充电电容(C1)接到滤波电容(C2)上，对滤波电容(C2)形成充电，由此在滤波电容(C2)两端产生一输出电压。
3.根据权利要求2的电压转换器，其中，第一和第二开关装置分别包括第一与第二晶体管(Q1，Q2)，这两个晶体管形成了一个推挽激励器，该推挽激励器被耦合到所述的外部电源电压并且耦合到所述的充电电容(C1)。
4.根据权利要求2的电压转换器：
该第一开关装置包括一PNP晶体管(Q1)，该晶体管的发射极接在外部电源的第一根线(ISPWR+)上，基极被连接以接收所述的振荡信号，集电极则接在充电电容(C1)的一端子上；
该第二开关装置包括一NPN晶体管(Q2)，该晶体管的发射极接在外部电源的第二根线(ISPWR-)上，基极被连接以接收所述的振荡信号，集电极也接在充电电容(C1)的该端子上。
5.根据权利要求1的电压转换器，所述的可变阻抗装置(Q3，U2)包括：
比较装置(U2)，用来将输出电压同一设定电压进行比较，以产生一输出控制信号；
电流限制装置(Q3)，它对上述比较装置(U2)作出响应，以根据输出控制信号来调节充电电压的大小。
6.根据权利要求5的电压转换器，该电流限制装置(Q3)包括一非独立电流转发器(Q3)，它串接在充电电容(C1)上。
7.根据权利要求6的电压转换器，该非独立电流转发器(Q3)包括一控制晶体管(Q3)，它的集电极和发射极串接在充电电容(C1)上，且基极对输出控制信号作出响应，以改变控制晶体管的端电压，这样，通过增大该集电极和发射极的端电压来减小充电电压值。
8.根据权利要求5的电压转换器，所述的可变阻抗装置(Q3，U2)另外含有一个非独立电压源(U3)、一个连接在比较装置(U2)和电流限制装置(Q3)之间的电阻器(R4)和一个连接在非独立电压源(U3)和比较装置(U2)之间的电容(C8)。
9.根据权利要求5的电压转换器，还包括一齐纳二极管(D1)，在第二开关装置(Q2)关断时，该齐纳二极管(D1)用来阻止电荷流回该充电电容(C1)，该齐纳二极管(D1)的阳极接在充电电容(C1)上，阴极则接在可变阻抗装置(Q3，U2)上。
10.根据权利要求1的电压转换器，还包括一接地极产生装置，它相对于外部电压源产生一接地极。
11.根据权利要求10的电压转换器，该接地极产生装置包括：
一电压调节器，它用来接收外部电压源，并产生一带有接地极的调整DC电压，该接地极相对于外部供电电压是位于一固定的电压值上。
12.根据权利要求5的电压转换器，还包括一接地极产生装置，它所产生的接地值是可相对于外部电源进行控制变化的，该接地极产生装置产生一总电压，并将它加在输出电压上，以产生一在总电压和总电压与输出电压之和之间可调的负电压值。
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