CN218162220U - 一种基于自激振荡的负电压生成电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自激振荡的负电压生成电路，属于电源电路技术领域，其包括：自激振荡模块，用于输出高低变换电平；降压电路模块，与自激振荡模块的输出端连接，降压电路模块中电容在高低变换电平作用下进行充放电，以实现降压处理。本实用新型负电压生成电路无需采用专用芯片(隔离电源或负电源芯片)，在不引入辅助电源的基础上实现了负电压输出，减少了外围元器件，大大降低了成本开销，电路体积小，提高了功率密度。另外，可通过调节负压生成模块的降压级数实现不同负压输出，提高了负压输出灵活性。

Description

一种基于自激振荡的负电压生成电路

技术领域

本实用新型涉及电源电路技术领域，尤其涉及一种基于自激振荡的负电压生成电路。

背景技术

在一些电源电路应用场景中，需正负电源供电，如驱动IGBT，而部分电源电路只能提供单一电源，因此需要额外增加一新的负电源。目前常用的负电源引入方法是增加一隔离电源，隔离电源正接地，隔离电源负为负电源输出，以此引入负电源。另外，可通过增加负电源芯片以实现负电源输出。然而，采用一般隔离电源产生负电源，电源电路体积增大，且成本开销高；采用专用芯片产生负电源，同样会大大增加成本开销。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的问题，提供了一种基于自激振荡的负电压生成电路。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于自激振荡的负电压生成电路，该电压生成电路包括：自激振荡模块，用于输出高低变换电平；降压电路模块，与自激振荡模块的输出端连接，降压电路模块中电容在高低变换电平作用下进行充放电，以实现降压处理。

在一示例中，所述自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。

在一示例中，所述自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1，电阻R1另一端连接至运算放大器输出端，运算放大器输出端连接至降压电路模块；运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。

在一示例中，所述自激振荡子电路产生固定频率的高低变换电平。

在一示例中，所述降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路。

在一示例中，所述一级降压子电路为一次降压子电路，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；电容C2与自激振荡模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端。

在一示例中，所述降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。

在一示例中，所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；

电容C2与自激振荡模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端VO；

二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间(电容C1一端连接至二极管D3的阴极与二极管D4的阳极之间)，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。

具体地，配合上述示例公开的具体自激振荡子电路结构，此时二级降压子电路的工作原理如下：

刚上电，在自激振荡子电路未工作时，VO输出电压为0V，当振荡器(自激振荡子电路)开始工作时，若振荡器第一个周期输出为低，则D3、D2、D1及D4截止，VO输出电压为0V；

当振荡器输出由低变高时，D3、D2、D1截止，D4导通，运算放大器N1A输出电压通过D4给C2充电，当C2电容上电压达到VCC-VD4时结束，VO输出电压为0V；

当振荡器输出由高变低时，D3、D2、D1导通，D4截止，电容C2通过N1A、D3、D2、D1给电容C5、C4充电，当C5电容上电压达到(VD3+VD4-VCC)，电容C4上的电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4-VCC)时结束，VO输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4-VCC)；

当振荡器输出由低变高时，D3、D1截止，D2、D4导通，N1A输出电压通过D4给C2充电，当C2电容上电压达到VCC-VD4时结束，N1A输出电压通过C2、D2、C5给电容C1充电，当电容C1上电压达到(VD3+VD2-VCC)结束，VO输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4-VCC)；

当振荡器输出由高变低时，D3、D1导通，D2、D4截止，电容C2、通过N1A以及D3给电容C5充电，电容C2、电容C1通过N1A以及D1给电容C4充电，当电容C5上电压达到(VD3+VD4-VCC)，电容C4上电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4-2*VCC)时结束，VO输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4-2*VCC)，振荡器通过不断的变换输出电平来维持电容C4上电压的稳定，达到稳定输出负压的目的。

在一示例中，所述降压电路模块为三级降压子电路，包括一次降压子电路、二次降压子电路和三次降压子电路，一次降压子电路、二次降压子电路、三次降压子电路相互配合对电路电压进行三级降压处理。

在一示例中，所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；三次降压子电路包括顺次连接的二极管D6、接地电容C7、二极管D5，还包括电容C6；

电容C2与自激振荡模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；

二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间；

二极管D6的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C6一端连接至二极管D2的阳极与二极管D6的阴极之间，另一端连接至二极管D5的阳极与二极管D1的阴极之间。

需要进一步说明的是，上述基于自激振荡的负电压生成电路中各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

基于与上述任一示例或多示例组合形成的所述一种基于自激振荡的负电压生成电路相同发明构思，本实用新型还包括一种基于自激振荡的扩流型负电压生成电路，该电路包括：自激振荡模块，用于输出高低变换电平；图腾柱模块，与自激振荡模块的输出端连接，在高低变换电平作用下改变开关状态，生成开关驱动信号；降压电路模块，与图腾柱模块的输出端连接，降压电路模块中电容在高低变换电平、开关驱动信号作用下进行充放电，以实现降压处理。

在一示例中，所述自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。

在一示例中，所述自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1、电阻R7，电阻R7另一端连接至电源VCC，电阻R1、电阻R7之间引出一点连接至运算放大器的输出端，运算放大器输出端与图腾柱模块连接；

运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。

在一示例中，所述图腾柱模块包括NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接，且三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间引出一点经电阻R6连接至运算放大器的输出端，三极管Q1集电极接电源VCC，三极管Q2集电极接地。

在一示例中，所述降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路。

在一示例中，所述一级降压子电路为一次降压子电路，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；

电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端VO。

在一示例中，所述降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。

在一示例中，所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；

电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；

二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间(电容C1一端连接至二极管D3的阴极与二极管D4的阳极之间)，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。

具体地，配合上述示例公开的具体自激振荡子电路(振荡器)以及图腾柱模块电路结构，此时二级降压子电路的工作原理如下：

刚上电，在自激振荡子电路未工作时，VO输出电压为0V，当振荡器开始工作时，若振荡器第一个周期输出为低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1及D4截止，VO输出电压为0V；

当振荡器输出由低变高时，Q1开通，Q2关闭，D3、D2、D1截止，D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到VCC-VQ1-VD4时结束，VO输出电压为0V；

当振荡器输出由高变低时，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1导通，D4截止，电容C2通过Q2、D3、D2、D1给电容C5、C4充电，当C5电容上电压达到(VD3+VD4+VQ1+VQ2-VCC)，电容C4上的电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2-VCC)时结束，VO输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2-VCC)；

当振荡器输出由低变高时，Q1开通，Q2关闭，D3、D1截止，D2、D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到(VCC-VQ1-VD4)时结束，VCC通过Q1、C2、D2、C5给电容C1充电，当电容C1上电压达到(VD3+VD2+VQ1+VQ2-VCC)结束，VO输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2-VCC)；

当振荡器输出由高变低时，Q1关闭，Q2开通，D3、D1导通，D2、D4截止，电容C2通过Q2以及D3给电容C5充电，电容C2、电容C1通过Q2以及D1给电容C4充电，当电容C5上电压达到(VD3+VD4+VQ1+VQ2-VCC)，电容C4上电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4+2*VQ1+2*VQ2-2*VCC)时结束，VO输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+2*VQ1+2*VQ2-2*VCC)，振荡器通过不断的变换输出电平来维持电容C4上电压的稳定，达到稳定输出负压的目的。

在一示例中，所述降压电路模块为三级降压子电路，包括一次降压子电路、二次降压子电路和三次降压子电路，一次降压子电路、二次降压子电路、三次降压子电路相互配合对电路电压进行三级降压处理。

在一示例中，所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；三次降压子电路包括顺次连接的二极管D6、接地电容C7、二极管D5，还包括电容C6；

电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；

二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间；

二极管D6的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C6一端连接至二极管D2的阳极与二极管D6的阴极之间，另一端连接至二极管D5的阳极与二极管D1的阴极之间。

需要进一步说明的是，上述基于自激振荡的扩流型负电压生成电路中各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

基于与上述任一示例或多示例组合形成的所述一种基于自激振荡的负电压生成电路相同发明构思，本实用新型还包括一种基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，该驱动电源电路包括：

自激振荡模块，用于输出高低变换电平；

图腾柱模块，与自激振荡模块的输出端连接，在高低变换电平作用下改变开关状态，生成开关驱动信号；

降压电路模块，与图腾柱模块的输出端连接，降压电路模块中电容在高低变换电平、开关驱动信号作用下进行充放电，以实现降压处理进而输出负压；

驱动模块，包括隔离开关和绝缘栅双极型晶体管Q3；隔离开关具有正电源端与负电源端，负电源端与降压电路模块的负压输出端连接，隔离开关在不同电平控制信号下输出正负电压，隔离开关的输出端与绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极连接。

在一示例中，所述自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。

在一示例中，所述自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1、电阻R7，电阻R7另一端连接至电源VCC，电阻R1、电阻R7之间引出一点连接至运算放大器的输出端，运算放大器输出端与图腾柱模块连接；

运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。

在一示例中，所述隔离开关为光电耦合器，光电耦合器的负电源端经电容C7、电容C6连接至光电耦合器的正电源端，且电容C7、电容C6之间接地；光电耦合器的输出端经电阻R8连接至绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极，且电阻R8与绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极之间连接有接地电阻R9，绝缘栅双极型晶体管Q3的发射极接地，绝缘栅双极型晶体管Q3的集电极与负载连接。

在一示例中，所述降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路。

在一示例中，所述一级降压子电路为一次降压子电路，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端-VCC(VO)。

在一示例中，所述降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。

在一示例中，所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间(电容C1一端连接至二极管D3的阴极与二极管D4的阳极之间)，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。

具体地，配合上述示例公开的具体自激振荡子电路(振荡器)、图腾柱模块以及驱动模块的电路结构，此时二级降压子电路的工作原理如下：

刚上电，在振荡电路未工作时，-VCC输出电压为0V，当振荡器开始工作时，若振荡器第一个周期输出为低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1及D4截止，-VCC输出电压为0V；

当振荡器输出由低变高时，Q1开通，Q2关闭，D3、D2、D1截止，D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到VCC-VQ1-VD4时结束，-VCC输出电压为0V；

当振荡器输出由高变低时，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1导通，D4截止，电容C2通过Q2、D3、D2、D1给电容C5、C4充电，当C5电容上电压达到(VD3+VD4+VQ1+VQ2-VCC)，电容C4上的电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2-VCC)时结束，-VCC输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2-VCC)；

当振荡器输出由低变高时，Q1开通，Q2关闭，D3、D1截止，D2、D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到(VCC-VQ1-VD4)时结束，VCC通过Q1、C2、D2、C5给电容C1充电，当电容C1上电压达到(VD3+VD2+VQ1+VQ2-VCC)结束，-VCC输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2-VCC)；

当振荡器输出由高变低时，Q1关闭，Q2开通，D3、D1导通，D2、D4截止，电容C2通过Q2以及D3给电容C5充电，电容C2、电容C1通过Q2以及D1给电容C4充电，当电容C5上电压达到(VD3+VD4+VQ1+VQ2-VCC)，电容C4上电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4+2*VQ1+2*VQ2-2*VCC)时结束，-VCC输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+2*VQ1+2*VQ2-2*VCC)，振荡器通过不断的变换输出电平来维持电容C4上电压的稳定，达到稳定输出负压的目的。

在一示例中，所述降压电路模块为三级降压子电路，包括一次降压子电路、二次降压子电路和三次降压子电路，一次降压子电路、二次降压子电路、三次降压子电路相互配合对电路电压进行三级降压处理。

在一示例中，所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；三次降压子电路包括顺次连接的二极管D6、接地电容C7、二极管D5，还包括电容C6；

电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；

二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间；

二极管D6的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C6一端连接至二极管D2的阳极与二极管D6的阴极之间，另一端连接至二极管D5的阳极与二极管D1的阴极之间。

需要进一步说明的是，上述基于自激振荡的IGBT驱动电源电路各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

本实用新型负电压生成电路无需采用专用芯片(隔离电源或负电源芯片)，在不引入辅助电源的基础上实现了负电压输出，减少了外围元器件，大大降低了成本开销，电路体积小，提高了功率密度。另外，可通过调节负压生成模块的降压级数实现不同负压输出，提高了负压输出灵活性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型一级降压子电路原理图；

图2为本实用新型二级降压子电路原理图；

图3为本实用新型三级降压子电路原理图；

图4为本实用新型具有扩流能力的一级降压子电路原理图；

图5为本实用新型具有扩流能力的二级降压子电路原理图；

图6为本实用新型具有扩流能力的三级降压子电路原理图；

图7为本实用新型驱动模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，使用序数词(例如，“第一和第二”、“第一至第四”等)是为了对物体进行区分，并不限于该顺序，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种基于自激振荡的负电压生成电路，该负电压生成电路包括顺次连接的自激振荡模块和降压电路模块。其中，自激振荡模块能够在不加外部振荡的情况下，输出高低变换电平，该高低变换电平参与降压电路模块中电容的充放电。降压电路模块基于基础电子元器件设计而成，具体基于电容充放电特性设计而成，包括电容与单向导通开关(基础电子元器件)，电容在高低变换电平作用下进行充放电，即基于参考地电压进行一级或多级降压，进而实现负压输出。

本实用新型负电压生成电路无需采用专用芯片(隔离电源或负电源芯片)，在不引入辅助电源的基础上实现了负电压输出，减少了外围元器件，大大降低了成本开销，电路体积小。进一步地，可通过调节负压生成模块的降压级数实现不同负压输出，提高了负压输出灵活性。另外，本实用新型与现有隔离电源技术相比，减少了隔离电源的设计，降低了设计的难度，方便设计，缩短了开发周期，提高了产品可靠性，减小了电路体积，提高了功率密度。

在一示例中，自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。具体地，如图1-3所示，自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1，电阻R1另一端连接至运算放大器输出端，运算放大器输出端连接至降压电路模块；同时，运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。进一步地，在不加外部振荡的情况下，自激振荡模块能够产生固定频率的信号(高低变换电平)，信号输出为高时，其电压为供电电压VCC，信号输出为低时，其电压为接地电压。

在一示例中，降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路，优选为多级降压子电路，此时通过调节每级降压子电路的降压倍数以及降压子电路中器件参数(如电容参数)能够实现输出负压的大小调节，提高了降压的灵活性。

在一示例中，一级降压子电路为一次降压子电路，如图1所示，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；电容C2与自激振荡模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端VO，以输出负压。

在一示例中，降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。具体地，如图1所示，一次降压子电路结构如上示例所述；如图2所示，二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。本示例中，由一次降压至二次降压进一步叠加了电容C1的电压，一次降压完成后继续给电容C1充电，以此实现二次降压。

更为具体地，现给出二级降压电源应用，配合上述示例所述自激振荡子电路(振荡器)的电路结构，此时电路原理如图2所示，此时VCC为5V，要求输出VO电压为-7.2±1V，二极管压降为0.7V。其工作原理如下：

1、VCC供电，振荡器开始工作，若振荡开始振荡器输出为低，D3、D2、D1、D4截止，VO输出为0V。

2、若振荡开始振荡器输出为高，D3、D2、D1截止，D4导通，运算放大器N1A输出电压通过D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，VO输出电压为0V。

3、当振荡器输出由高变低，D3、D2、D1导通，D4截止，电容C2通过N1A、D3、D2、D1给电容C5、C4充电，当C5电容上电压达到-3.6V，电容C4上的电压达到-2.2V时结束，VO输出电压为-2.2V。

4、当振荡器输出由低变高，D3、D1截止，D2、D4导通，N1A输出电压通过D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，N1A输出电压通过C2、D2、C5给电容C1充电，当C1电容上电压达到3.6V时结束，VO输出电压为-2.2V。

5、当振荡器输出由高变低，D3、D1导通，D2、D4截止，C2通过N1A、D3给电容C5充电，C2、C1通过N1A、D1给电容C4充电，当电容C5上电压达到-3.6V，电容C4上电压达到-7.2V时结束，VO输出电压为-7.2V。振荡器通过不断的变换输出电平，通过充电以及放电来维持电容C4上电压的稳定，确保VO稳定的负压输出。

在一示例中，降压电路模块为三级降压子电路，包括一次降压子电路、二次降压子电路和三次降压子电路，一次降压子电路、二次降压子电路、三次降压子电路相互配合对电路电压进行三级降压处理。具体地，一次降压子电路、二次降压电路结构如上示例所述，三次降压子电路包括顺次连接的二极管D6、接地电容C7、二极管D5，还包括电容C6；二极管D6的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C6一端连接至二极管D2的阳极与二极管D6的阴极之间，另一端连接至二极管D5的阳极与二极管D1的阴极之间。本示例中，由二次降压至三次降压进一步叠加了电容C6的电压，二次降压完成后继续给电容C3充电，以此实现三次降压。

更为具体地，现给出三级降压电源应用，配合上述示例所述自激振荡子电路(振荡器)的电路结构，此时电路原理如图3所示，此时VCC为5V，要求输出VO电压为-10.8±1V，二极管压降为0.7V。其工作原理如下：

1、VCC供电，振荡器开始工作，若振荡开始振荡器输出为低，D3、D2、D6、D4、D5、D1截止，VO输出为0V。

2、若振荡开始振荡器输出为高，D3、D2、D6、D5、D1截止，D4导通，N1A输出电压通过D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，VO输出电压为0V。

3、当振荡器输出由高变低，D3、D2、D6、D5、D1导通，D4截止，电容C2通过N1A、D3、D2、D6、D4、D5给电容C5、C7、C4充电，当C5电容上电压达到-3.6V，C7电容上的电压达到-2.2V时结束，C7电容上电压达到-0.8V时结束，VO输出电压为-0.8V。

4、当振荡器输出由低变高，D3、D6、D1截止，D2、D4、D5导通，N1A输出电压通过D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，N1A输出电压通过C2、D2、C5给电容C1充电，当C1电容上电压达到3.6V时结束，N1A输出电压通过C2、C1、D5、C7给电容C6充电，当电容C6上电压达到1.4V时结束，VO输出电压为-0.8V。

5、当振荡器输出由高变低，D3、D6、D1导通，D2、D4、D5截止，C2通过N1A、D3给电容C5充电，C2通过N1A、D6、C1给电容C7充电，C2通过N1A、D1、C6、C1给电容C4充电，当电容C5上电压达到-3.6V，电容C7上电压达到-7.2V，电容C4上电压达到-8.6V时结束，VO输出电压为-8.6V。

6、当振荡器输出由低变高，D3、D6、D1截止，D2、D4、D5导通，N1A输出电压通过D4给C2充电，N1A输出电压通过C2、D2、C5给电容C1充电，N1A输出电压通过C2、C1、D5、C7给电容C6充电，当C2电容上电压达到4.3V，当C1电容上电压达到3.6V，当C6电容上电压达到3.6V时结束，VO输出电压为-8.6V。

7、当振荡器输出由高变低，D3、D6、D1导通，D2、D4、D5截止，C2通过N1A、D3给电容C5充电，C2通过N1A、D6、C1给电容C7充电，C2通过N1A、D1、C6、C1给电容C4充电，当电容C5上电压达到-3.6V，电容C7上电压达到-7.2V，电容C4上电压达到-10.8V时结束，VO输出电压为-10.8V。振荡器通过不断的变换输出电平，通过充电以及放电来维持电容C4上电压的稳定，确保VO稳定的负压输出。

本实用新型还包括一种基于自激振荡的扩流型负电压生成电路，该电路包括顺次连接的自激振荡模块、图腾柱模块和降压电路模块。其中，自激振荡模块能够在不加外部振荡的情况下，输出高低变换电平控制图腾柱模块中开关的开关状态，进而控制降压电路模块中电容进行充放电，实现降压目的。图腾柱模块即现有图腾柱驱动电路，基于自激振荡模块输出的高低变化的小电流电平信号控制自身开关的通断状态，进而实现电容安倍级别的充放电，提高了输出带载能力。降压电路模块基于基础电子元器件设计而成，具体基于电容充放电特性设计而成，包括电容与单向导通开关(基础电子元器件)，电容在高低变换电平、开关驱动信号配合作用下进行充放电，即基于参考地电压进行一级或多级降压，进而实现负压输出。

本实用新型负电压生成电路引入了图腾柱模块，具有扩流效果，进而提高输出带载能力；本实用新型无需采用专用芯片(隔离电源或负电源芯片)，在不引入辅助电源的基础上实现了负电压输出，减少了外围元器件，大大降低了成本开销，电路体积小。还可通过调节负压生成模块的降压级数实现不同负压输出，提高了负压输出灵活性。另外，本实用新型与现有隔离电源技术相比，减少了隔离电源的设计，降低了设计的难度，方便设计，缩短了开发周期，提高了产品可靠性，减小了电路体积，提高了功率密度。

在一示例中，自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。具体地，如图4-6所示，自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1、电阻R7，电阻R7另一端连接至电源VCC，电阻R1、电阻R7之间引出一点连接至运算放大器的输出端，运算放大器输出端与图腾柱模块连接；运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。进一步地，在不加外部振荡的情况下，自激振荡模块能够产生固定频率的信号(高低变换电平)，信号输出为高时，其电压为供电电压VCC，信号输出为低时，其电压为接地电压。

在一示例中，图腾柱模块包括NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，且三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极之间引出一点作为图腾柱模块的输出端；三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接，且三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间引出一点作为图腾柱模块的输入端；三极管Q1集电极接电源VCC，三极管Q2集电极接地；更为具体地，运算放大器的输出端经电阻R6连接至三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间，自激振荡模块交替输出高低电平时，三极管Q1与三极管Q2交替导通。

在一示例中，降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路，优选为多级降压子电路，此时通过调节每级降压子电路的降压倍数以及降压子电路中器件参数(如电容参数)能够实现输出负压的大小调节，提高了降压的灵活性。

在一示例中，一级降压子电路为一次降压子电路，如图4所示，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；其中，电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端VO。

在一示例中，降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。具体地，如图4所示，一次降压子电路结构如上示例所述；如图5所示，二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间(电容C1一端连接至二极管D3的阴极与二极管D4的阳极之间)，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。本示例中，由一次降压至二次降压进一步叠加了电容C1的电压，一次降压完成后继续给电容C1充电，以此实现二次降压。

更为具体地，现给出具有扩流性能的二级降压电源应用，配合上述示例所述自激振荡子电路(振荡器)以及图腾柱模块的电路结构，此时电路原理如图5所示，此时VCC为5V，要求输出VO电压为-7.2±1V，二极管压降为0.7V，VQ1、VQ2电压忽略不计。其主要工作如下。

1、VCC供电，振荡器开始工作，若振荡开始振荡器输出为低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1、D4截止，VO输出为0V。

2、若振荡开始振荡器输出为高，Q1开通，Q2关闭，D3、D2、D1截止，D4导通，VCC通Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，VO输出电压为0V。

3、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1导通，D4截止，电容C2通过Q2、D3、D2、D1给电容C5、C4充电，当C5电容上电压达到-3.6V，电容C4上的电压达到-2.2V时结束，VO输出电压为-2.2V。

4、当振荡器输出由低变高，Q1开通，Q2关闭，D3、D1截止，D2、D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，VCC通过Q1、C2、D2、C5给电容C1充电，当C1电容上电压达到3.6V时结束，VO输出电压为-2.2V。

5、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D3、D1导通，D2、D4截止，C2通过Q2、D3给电容C5充电，C2、C1通过Q2、D1给电容C4充电，当电容C5上电压达到-3.6V，电容C4上电压达到-7.2V时结束，VO输出电压为-7.2V。振荡器通过不断的变换输出电平，控制Q1及Q2的开关，实现充电以及放电来维持电容C4上电压的稳定，确保VO稳定的负压输出。

在一示例中，降压电路模块为三级降压子电路，包括一次降压子电路、二次降压子电路和三次降压子电路，一次降压子电路、二次降压子电路、三次降压子电路相互配合对电路电压进行三级降压处理。具体地，一次降压子电路、二次降压电路结构如上示例所述，三次降压子电路包括顺次连接的二极管D6、接地电容C7、二极管D5，还包括电容C6；二极管D6的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C6一端连接至二极管D2的阳极与二极管D6的阴极之间，另一端连接至二极管D5的阳极与二极管D1的阴极之间。本示例中，由二次降压至三次降压进一步叠加了电容C6的电压，二次降压完成后继续给电容C3充电，以此实现三次降压。

更为具体地，现给出具有扩流性能的三级降压电源应用，配合上述示例所述自激振荡子电路(振荡器)的电路结构，此时电路原理如图6所示，此时VCC为5V，要求输出VO电压为-10.8±1V，二极管压降为0.7V，VQ1、VQ2电压忽略不计。其主要工作如下

1、VCC供电，振荡器开始工作，若振荡开始振荡器输出为低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D6、D4、D5、D1截止，VO输出为0V。

2、若振荡开始振荡器输出为高，Q1开通，Q2关闭，D3、D2、D6、D5、D1截止，D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，VO输出电压为0V。

3、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D6、D5、D1导通，D4截止，电容C2通过Q2、D3、D2、D6、D4、D5给电容C5、C7、C4充电，当C5电容上电压达到-3.6V，C7电容上的电压达到-2.2V时结束，电容C4上电压达到-0.8V时结束，VO输出电压为-0.8V。

4、当振荡器输出由低变高，Q1开通，Q2关闭，D3、D6、D1截止，D2、D4、D5导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到4.3V时结束，VCC通过Q1、C2、D2、C5给电容C1充电，当C1电容上电压达到3.6V时结束，VCC通过C2、C1、D5、C7给电容C6充电，当电容C6上电压达到1.4V时结束，VO输出电压为-0.8V。

5、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D3、D6、D1导通，D2、D4、D5截止，C2通过Q2、D3给电容C5充电，C2通过Q2、D6、C1给电容C7充电，C2通过Q2、D1、C6、C1给电容C4充电，当电容C5上电压达到-3.6V，电容C7上电压达到-7.2V，电容C4上电压达到-8.6V时结束，VO输出电压为-8.6V。

6、当振荡器输出由低变高，Q1开通，Q2关闭，D3、D6、D1截止，D2、D4、D5导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，VCC通过Q1、C2、D2、C5给电容C1充电，VCC通过C2、C1、D5、C7给电容C6充电，当C2电容上电压达到4.3V，当C1电容上电压达到3.6V，当C6电容上电压达到3.6V时结束，VO输出电压为-8.6V。

7、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D3、D6、D1导通，D2、D4、D5截止，C2通过Q2、D3给电容C5充电，C2通过Q2、D6、C1给电容C7充电，C2通过Q2、D1、C6、C1给电容C4充电，当电容C5上电压达到-3.6V，电容C7上电压达到-7.2V，电容C4上电压达到-10.8V时结束，VO输出电压为-10.8V。本示例中振荡器通过不断的变换输出电平，控制Q1及Q2的开关，实现充电以及放电来维持电容C4上电压的稳定，确保VO稳定的负压输出。

本实用新型还包括一种基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，该驱动电源电路包括顺次连接的自激振荡模块、图腾柱模块、降压电路模块和驱动模块。

具体地，自激振荡模块能够在不加外部振荡的情况下，输出高低变换电平控制图腾柱模块中开关的开关状态，进而控制降压电路模块中电容进行充放电。

进一步地，图腾柱模块即现有图腾柱驱动电路，基于自激振荡模块输出的高低变化的小电流电平信号控制自身开关的通断状态，进而实现电容安倍级别的充放电，提高了输出带载能力。

进一步地，降压电路模块基于基础电子元器件设计而成，具体基于电容充放电特性设计而成，包括电容与单向导通开关(基础电子元器件)，电容在高低变换电平、开关驱动信号配合作用下进行充放电，即基于参考地电压进行一级或多级降压，进而实现负压-VCC输出。

进一步地，驱动模块，包括隔离开关和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)Q3；隔离开关具有正电源端与负电源端，正电源端与模拟电源连接，负电源端与降压电路模块的负压输出端连接(即负电源端通过负压-VCC供电)，隔离开关在不同电平控制信号下输出正负电压至绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极，进而控制IGBT Q3的开关状态，以此控制负载的工作状态。需要进一步说明的是，不同电平控制信号(高电平、低电平)可通过不同控制器如单片机、FPGA等提供，属于本领域技术人员的公知常识，不在本实用新型请求的保护范围之内。

本实用新型通过负电压生成电路为隔离开关提供负压，以使隔离开关在不同电平控制信号作用下实现IGBT的开关状态控制，以此实现了对负载工作状态的控制。同时，本实用新型负电压生成电路引入了图腾柱模块，具有扩流效果，进而提高输出带载能力；无需采用专用芯片(隔离电源或负电源芯片)，在不引入辅助电源的基础上实现了负电压输出，减少了外围元器件，大大降低了成本开销，电路体积小。还可通过调节负压生成模块的降压级数实现不同负压输出，提高了负压输出灵活性。另外，本实用新型与现有隔离电源技术相比，减少了隔离电源的设计，降低了设计的难度，方便设计，缩短了开发周期，提高了产品可靠性，减小了电路体积，提高了功率密度。

在一示例中，自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。具体地，如图4-6所示，自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1、电阻R7，电阻R7另一端连接至电源VCC，电阻R1、电阻R7之间引出一点连接至运算放大器的输出端，运算放大器输出端与图腾柱模块连接；运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。进一步地，在不加外部振荡的情况下，自激振荡模块能够产生固定频率的信号(高低变换电平)，信号输出为高时，其电压为供电电压VCC，信号输出为低时，其电压为接地电压。

在一示例中，图腾柱模块包括NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，且三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极之间引出一点作为图腾柱模块的输出端；三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接，且三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间引出一点作为图腾柱模块的输入端；三极管Q1集电极接电源VCC，三极管Q2集电极接地；更为具体地，运算放大器的输出端经电阻R6连接至三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间，自激振荡模块交替输出高低电平时，三极管Q1与三极管Q2交替导通。

在一示例中，隔离开关为光电耦合器，优选为ACPL-T350-500E光电耦合器U1，U1的引脚2、引脚3分别连接有由控制器产生的控制信号PWH、控制信号参考地PWL；如图7所示，光电耦合器的负电源端经电容C7、电容C6连接至光电耦合器的正电源端，且电容C7、电容C6之间接地；光电耦合器的输出端经电阻R8连接至绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极，且电阻R8与绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极之间连接有接地电阻R9，绝缘栅双极型晶体管Q3的发射极接地，绝缘栅双极型晶体管Q3的集电极与负载(LOAD)连接，负载另一端连接至电源。当PWH为高电平时，U1输出端输出为VCC，IGBT开通，负载工作；当PWH为低电平时，U1输出端输出为-VCC，IGBT关闭，负载不工作。

在一示例中，降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路，优选为多级降压子电路，此时通过调节每级降压子电路的降压倍数以及降压子电路中器件参数(如电容参数)能够实现输出负压的大小调节，提高了降压的灵活性。

在一示例中，一级降压子电路为一次降压子电路，如图4所示，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；其中，电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端-VCC(VO)。

更为具体地，现给出具有扩流性能的一级降压电源应用，配合上述示例所述自激振荡子电路(振荡器)、图腾柱模块、驱动模块的电路结构，此时电路原理如图4、图7所示，此时VCC为10V，要求输出IGBT能有效的快速关断，因此需要一负电压，负电压-VCC电压为-8.6±1V，二极管压降为0.7V，VQ1、VQ2电压忽略不计。其主要工作如下。

1、VCC供电，振荡器开始工作，若振荡开始振荡器输出为低，Q1关闭，Q2开通，D1、D4截止，-VCC输出为0V。

2、若振荡开始振荡器输出为高，Q1开通，Q2关闭，D1截止，D4导通，VCC通Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到9.3V时结束，-VCC输出电压为0V。

3、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D1导通，D4截止，电容C2通过Q2、D1给电容C4充电，当C4电容上电压达到-8.6V时结束，-VCC输出电压为-8.6V。本示例中振荡器通过不断的变换输出电平，控制Q1及Q2的开关，实现充电以及放电来维持电容C4上电压的稳定，确保-VCC稳定的负压输出。

4、将VCC以及-VCC作为IGBT驱动供电电源。

5、PWH与PWL为IGBT控制信号，PWL为控制信号参考地；当PWH为高时U1输出电压为VCC即为10V，IGBT开通，负载工作；当PWH为低时U1输出为-VCC即为-8.6V，IGBT关断，负载停止工作。

在一示例中，降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。具体地，如图5所示，一次降压子电路结构如上示例所述；如图5所示，二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间(电容C1一端连接至二极管D3的阴极与二极管D4的阳极之间)，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。本示例中，由一次降压至二次降压进一步叠加了电容C1的电压，一次降压完成后继续给电容C1充电，以此实现二次降压。

更为具体地，现给出具有扩流性能的二级降压电源应用，配合上述示例所述自激振荡子电路(振荡器)、图腾柱模块、驱动模块的电路结构，此时电路原理如图7、图5所示，此时VCC为9V，要求输出-VCC电压为-15.2±1V，二极管压降为0.7V，VQ1、VQ2电压忽略不计。其主要工作如下。

1、VCC供电，振荡器开始工作，若振荡开始振荡器输出为低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1、D4截止，-VCC输出为0V。

2、若振荡开始振荡器输出为高，Q1开通，Q2关闭，D3、D2、D1截止，D4导通，VCC通Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到8.3V时结束，-VCC输出电压为0V。

3、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1导通，D4截止，电容C2通过Q2、D3、D2、D1给电容C5、C4充电，当C5电容上电压达到-7.6V，C4电容上的电压达到-6.2V时结束，-VCC输出电压为-6.2V。

4、当振荡器输出由低变高，Q1开通，Q2关闭，D3、D1截止，D2、D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到8.3V时结束，VCC通过Q1、C2、D2、C5给电容C1充电，当C1电容上电压达到7.6V时结束，-VCC输出电压为-6.2V。

5、当振荡器输出由高变低，Q1关闭，Q2开通，D3、D1导通，D2、D4截止，C2通过Q2、D3给电容C5充电，C2、C1通过Q2、D1给电容C4充电，当电容C5上电压达到-7.6V，电容C4上电压达到-15.2V时结束，-VCC输出电压为-15.2V。本示例中振荡器通过不断的变换输出电平，控制Q1及Q2的开关，实现充电以及放电来维持电容C4上电压的稳定，确保-VCC稳定的负压输出。

6、将VCC以及-VCC作为IGBT驱动供电电源。

7、PWH与PWL为IGBT控制信号，PWL为控制信号参考地；当PWH为高时U1输出电压为VCC即为9V，IGBT开通，负载工作；当PWH为低时U1输出为-VCC即为-15.2V，IGBT关断，负载停止工作。

在一示例中，降压电路模块为三级降压子电路，包括一次降压子电路、二次降压子电路和三次降压子电路，一次降压子电路、二次降压子电路、三次降压子电路相互配合对电路电压进行三级降压处理。具体地，一次降压子电路、二次降压电路结构如上示例所述；三次降压子电路包括顺次连接的二极管D6、接地电容C7、二极管D5，还包括电容C6；如图6所示，二极管D6的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C6一端连接至二极管D2的阳极与二极管D6的阴极之间，另一端连接至二极管D5的阳极与二极管D1的阴极之间。本示例中，由二次降压至三次降压进一步叠加了电容C6的电压，二次降压完成后继续给电容C3充电，以此实现三次降压。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：其包括：

自激振荡模块，用于输出高低变换电平；

降压电路模块，与自激振荡模块的输出端连接，降压电路模块中电容在高低变换电平作用下进行充放电，以实现降压处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。

3.根据权利要求2所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1，电阻R1另一端连接至运算放大器输出端，运算放大器输出端连接至降压电路模块；

运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。

4.根据权利要求3所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述自激振荡子电路产生固定频率的高低变换电平。

5.根据权利要求1所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路。

6.根据权利要求5所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述一级降压子电路为一次降压子电路，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；

电容C2与自激振荡模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端。

7.根据权利要求5所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。

8.根据权利要求7所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；

电容C2与自激振荡模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；

二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。

9.根据权利要求5所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述降压电路模块为三级降压子电路，包括一次降压子电路、二次降压子电路和三次降压子电路，一次降压子电路、二次降压子电路、三次降压子电路相互配合对电路电压进行三级降压处理。

10.根据权利要求9所述的一种基于自激振荡的负电压生成电路，其特征在于：所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；三次降压子电路包括顺次连接的二极管D6、接地电容C7、二极管D5，还包括电容C6；

电容C2与自激振荡模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；

二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间；

二极管D6的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C6一端连接至二极管D2的阳极与二极管D6的阴极之间，另一端连接至二极管D5的阳极与二极管D1的阴极之间。

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