如何利用MCU的PWM产生负电压？

想利用单片机（即MCU）的PWM信号产生负电压，最简单的方法就是采用两个电容和二极管整流来实现。不过这种负电压电路的输出电流较小，一般只能给一些小电流的负载供电。下面我们具体介绍一下这种将PWM信号转为负电压的电路。

▲ 负电压发生器电路原理图。

这里以STM8S003F3单片机为例，想将其输出的PWM信号转为负电压，只要在其GPIO端口按上图所示接上两个电容及两个肖特基二极管即可变成负电压。电路的工作原理很简单，当GPIO输出为高电平时，二极管VD2导通，GPIO通过VD2对电容C2充电，充满电后，C2两端的电压约等于电源电压；当GPIO输出为低电平时，二极管VD1导通，此时C2两端的电压通过VD1对C3充电，这样在C3两端获得的便是“上负下正”的负电压，在输出端为空载时，该负电压约等于C2两端的电压（不考虑输出电压的正负）。由于这种电路产生的负电压输出电流较小（不会超过GPIO的输出电流），只能给一些小电流负载供电（譬如，单片机测量电路中，有些需要双电源供电的运放电路，其负电源就可以由这种电路产生）。

▲ 输出电流较大的负电压发生器电路。

若要求负电压电路的输出电流较大，可以将单片机GPIO的输出通过互补三极管扩流来增大负电压电路的输出电流。上图中的三极管VT1和VT2分别选用PNP型和NPN型三极管，同时电容C2和C3的容量可以增大至100μＦ。上述负电压电路的两个二极管最好选用正向压降小的肖特基二极管，以减小对输出电压的损耗，这里选用常用的1N5817肖特基二极管。

▲ TSSOP20封装的STM8S003F3单片机。

STM8S003F3是一款常用的高性价比的8位MCU，其工作电压为2.95~5.5V，有16个GPIO，内置8KFlash，1K的RAM，10位ADC，很多无线充电电路、USB测试仪里面都选用该MCU来设计。