一種簡單實用的雙向電平轉換電路(非常實用!)3.3V--5V

2021-01-08 電子產品世界

　　當你使用3.3V的單片機的時候,電平轉換就在所難免了,經常會遇到3.3轉5V或者5V轉3.3V的情況,這裡介紹一個簡單的電路,他可以實現兩個電平的相互轉換(注意是相互哦,雙向的,不是單向的!).電路十分簡單,僅由3個電阻加一個MOS管構成。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/283054.htm

　　電路圖如下:

　　

 

　　3.3-5V轉換.jpg

　　上圖中,S1，S2為兩個信號端,VCC_S1和VCC_S2為這兩個信號的高電平電壓.另外限制條件為:

　　1，VCC_S1<=VCC_S2.

　　2，S1的低電平門限大於0.7V左右(視NMOS內的二極體壓降而定).

　　3，Vgs<=VCC_S1.

　　4，Vds<=VCC_S2

　　對於3.3V和5V/12V等電路的相互轉換,NMOS管選擇AP2306即可.原理比較簡單,大家自行分析吧!此電路我已在多處應用,效果很好.

　　

 

　　I2C

　　類似這種吧，只是不知道這種電路的速率能達到多少

　　電平轉換器的操作

　　在電平轉換器的操作中要考慮下面的三種狀態：

　　1 沒有器件下拉總線線路。「低電壓」部分的總線線路通過上拉電阻Rp 上拉至3.3V。 MOS-FET 管的門極和源極都是3.3V， 所以它的VGS 低於閥值電壓，MOS-FET 管不導通。這就允許「高電壓」部分的總線線路通過它的上拉電阻Rp 拉到5V。 此時兩部分的總線線路都是高電平，只是電壓電平不同。

　　2 一個3.3V 器件下拉總線線路到低電平。MOS-FET 管的源極也變成低電平，而門極是3.3V。 VGS上升高於閥值，MOS-FET 管開始導通。然後「高電壓」部分的總線線路通過導通的MOS-FET管被3.3V 器件下拉到低電平。此時，兩部分的總線線路都是低電平，而且電壓電平相同。

　　3 一個5V 的器件下拉總線線路到低電平。MOS-FET 管的漏極基底二極體「低電壓」部分被下拉直到VGS 超過閥值，MOS-FET 管開始導通。「低電壓」部分的總線線路通過導通的MOS-FET 管被5V 的器件進一步下拉到低電平。此時，兩部分的總線線路都是低電平，而且電壓電平相同。

　　這三種狀態顯示了邏輯電平在總線系統的兩個方向上傳輸，與驅動的部分無關。狀態1 執行了電平轉換功能。狀態2 和3 按照I2C 總線規範的要求在兩部分的總線線路之間實現「線與」的功能。

　　除了3.3V VDD1 和5V VDD2 的電源電壓外，還可以是例如：2V VDD1 和10V VDD2。 在正常操作中，VDD2必須等於或高於VDD1( 在開關電源時允許VDD2 低於VDD1)。

　　MOS-N 場效應管 雙向電平轉換電路 -- 適用於低頻信號電平轉換的簡單應用

　　MOS-N 場效應管 雙向電平轉換電路 -- 適用於低頻信號電平轉換的簡單應用

　　

 

　　MOS-N 場效應管 雙向電平轉換電路.jpg

　　如上圖所示，是 MOS-N 場效應管 雙向電平轉換電路。

　　雙向傳輸原理：

　　為了方便講述，定義 3.3V 為 A 端，5.0V 為 B 端。

　　A端輸出低電平時(0V)，MOS管導通，B端輸出是低電平(0V)

　　A端輸出高電平時(3.3V)，MOS管截至，B端輸出是高電平(5V)

　　A端輸出高阻時(OC) ，MOS管截至，B端輸出是高電平(5V)

　　B端輸出低電平時(0V)，MOS管內的二極體導通，從而使MOS管導通，A端輸出是低電平(0V)

　　B端輸出高電平時(5V)，MOS管截至，A端輸出是高電平(3.3V)

　　B端輸出高阻時(OC) ，MOS管截至，A端輸出是高電平(3.3V)

　　優點：

　　1、適用於低頻信號電平轉換，價格低廉。

　　2、導通後，壓降比三極體小。

　　3、正反向雙嚮導通，相當於機械開關。

　　4、電壓型驅動，當然也需要一定的驅動電流，而且有的應用也許比三極體大。

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