秘籍!嵌入式系統電源設計決巧,搞定電壓轉換!
雙電源器件是為在不同電源電壓下工作的兩種總線或器件之間的異步通信設計的。這些器件使用兩個電源電壓:VCCA 與A 端連接,VCCB 與B 端連接。對于雙向電平轉換器,數據是從A 發送到B 還是從B 發送到A,取決于DIR 輸入端的邏輯電平。在具有輸出使能(OE) 控制輸入端的器件上,當OE 無效時,A 總線和B 總線被有效隔離。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/234443.htm圖9: 雙電源電平轉換器轉換波形
訣竅:這些器件可在各種電壓節點之間執行雙向電平轉換比較常用的是SN74AVCB324245 ,從1.8V 轉換為3.3V,同時另一組從3.3V 轉換為1.8V,它們功耗低、傳播延遲短且具有工作電流驅動能力。
⑦電平轉換應用中使用漏極開路器件
有漏極開路輸出的器件在輸出與GND 之間有一個N 溝道晶體管。當輸出電壓由VCCB 確定時,VCCB 可以高于輸入高電平電壓(即上升轉換)或低于輸入高電平電壓(即下降轉換)。如圖10。
圖10:電平轉換應用中使用漏極開路器件
圖10中使用了1.8V 的電源電壓,輸入端可能出現的最低VIH 識別為有效高電平信號。輸出上拉電阻的最小值受漏極開路器件的最大電流吸入能力(IOL 的最大值)限制,其最大值則受輸出信號的最大允許上升時間限制。
訣竅:看懂這個公式,神馬又是浮云!
舉例如圖9 中所示的SN74LVC2G07 情況,假定VPU1 = 5V±0.5V、VPU2 = 1.8V±0.15V 且使用容差為5% 的電阻,則:
原則是容差為5% 的標準電阻的最接近(次高)值為1.5kΩ和為430Ω。
⑧使用過壓輸入端的邏輯器件轉換的訣竅
好多電子硬件工程師都喜歡使用類似SN74LVC244A的器件進行5V到3.3V的轉換,這類具有可過壓輸入端的器件,在用的時候允許輸入電壓高于器件的電源電壓。
當將可過壓器件用于電平轉換時,如果輸入信號具有緩慢的邊沿變化,則可能影響輸出信號的占空比,這個可不是電壓轉換想要的哦!怎么辦,看訣竅!
圖11:過壓輸入端邏輯器件
訣竅:使用這些器件可以方便地對信號實現下降轉換。如果輸入信號有較慢的上升沿和下降沿,則可能影響輸出信號的占空比。對于輸入信號的擺幅為0V 至5V 和5V 至0V,但因為在VCC = 3.3V 下工作,所以它在3.3V 閾值電平處切換。因此,在輸出占空比非常關鍵的應用領域(例如,某些時鐘應用領域),可過壓器件就可能不是非常理想的轉換解決方案。
⑨學會使用FET 轉換器連接3V 總線與5V (TTL)
在電平轉換應用領域可以使用總線轉換器。對于不需要工作電流驅動或需要非常短的傳播延遲的轉換應用領域,FET 轉換器是其的理想選擇。
FET 轉換器的優點: 傳播延遲短TVC 器件(或配置為TVC 的CBT)可用于沒有方向控制的雙向電平轉換。
比如:TI 的CB3T 系列器件在VCC = 3.3V 下工作時可用于從5V 到3.3V 的下降轉換,在VCC = 2.5V 下工作時可用于從5V 或3.3V 到2.5V 的下降轉換。CB3T 器件在某些應用領域可用于雙向轉換,如圖9所示。
圖12:連接3V 總線與5V (TTL) 總線的CB3T 器件
訣竅:在圖12中,CB3T 器件的工作電壓為3V。當將信號從5V總線傳輸到3V 總線時,CB3T 器件將輸出電壓鉗位到VCC (3V)。當將信號從3V 總線傳輸到5V 總線時,5V端的輸出信號被鉗位到大約2.8V,其對5V TTL 器件是有效的VIH 電平。
總結:嵌入式系統電源電路設計實現的方法有很多種,這里介紹的方案或者技巧不是最佳解決方案的情況下,應考慮其它解決方案。想說的是,電源的很多指標是不可能同時兼顧的,往往需要在效率、噪聲性能、紋波、成本等方面進行折中考慮,技巧不是萬能的,某些需要的電源工作模式這就需要仔細研讀芯片手冊,在讀懂的基礎上靈活應用。
穩壓二極管相關文章:穩壓二極管的作用
評論