低成本电平转换电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922425816.X (22)申请日 2019.12.30 (73)专利权人 苏州精源创智能科技有限公司 地址 215000 江苏省苏州市吴中区长蠡路 99号吴中科技创业园内 (72)发明人 刘鹏江冠华周礼培 (74)专利代理机构 江苏昆成律师事务所 32281 代理人 刘尚轲 (51)Int.Cl. H03K 19/018(2006.01) (54)实用新型名称 一种低成本电平转换电路 (57)摘要 为了解决3.3V工作电压的信号发送芯片发 出的高电平信号， 无法被1.。

2、8V工作电压的信号接 收芯片识别的问题， 本实用新型提出低成本电平 转换电路， 其包括： 信号发送芯片U1、 信号接收芯 片U2、 三极管Q1、 第一电阻R1和第二电阻R2， 其特 征在于： 三极管Q1的发射极E与信号发送芯片U1 的发送端LPUART1_TX连接， 三极管Q1的集电极C 与信号接收芯片U2的接收端RXD连接， 第二电阻 R2的第二端接入三极管Q1的基极B， 第二电阻R2 是上拉电阻， 第一电阻R1的第二端连接在信号接 收芯片U2与三极管Q1的集电极C之间， 第一电阻 R1的第一端接入1.8V电源VDD_IO_R2。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 21115194。

3、7 U 2020.07.31 CN 211151947 U 1.一种低成本电平转换电路,其包括： 信号发送芯片U1、 信号接收芯片U2、 三极管Q1、 第 一电阻R1和第二电阻R2， 信号发送芯片U1的工作电压为3.3V， 信号接收芯片U2的工作电压 为1.8V， 其特征在于： 三极管Q1的发射极E与信号发送芯片U1的发送端LPUART1_TX连接， 三 极管Q1的集电极C与信号接收芯片U2的接收端RXD连接， 第二电阻R2的第二端接入三极管Q1 的基极B， 第二电阻R2的第一端接入3.3V电压， 第二电阻R2是上拉电阻， 第一电阻R1的第二 端连接在信号接收芯片U2与三极管Q1的集电极C之间。

4、， 第一电阻R1的第一端接入1.8V电源 VDD_IO_R2。 2.如权利要求1所述的低成本电平转换电路， 其特征在于： 三极管Q1为NPN型三极管。 3.如权利要求1所述的低成本电平转换电路， 其特征在于： 三极管Q1的型号为S8050- SOT23。 4.如权利要求1所述的低成本电平转换电路， 其特征在于： 所述的低成本电平转换电路 还包括电容C1， 电容C1与第二电阻R2并联， 且电容C1的一端连接在三极管Q1的基极B， 电容 C1的另外一端连接在第二电阻R2的一端与3.3V电源之间。 5.如权利要求1所述的低成本电平转换电路， 其特征在于： 第一电阻R1的工作参数为 4.7K， 第二电。

5、阻R2的工作参数为4.7K， 电容C1的工作参数为10nF。 6.如权利要求1所述的低成本电平转换电路， 其特征在于： 信号接收芯片U2的能够接受 的低电平为00.6V， 信号接收芯片U2的能够接受的高电平为1.262.0V。 7.如权利要求1所述的低成本电平转换电路， 其特征在于： 信号发送芯片U1的信号发送 数据的工作频率1KHz。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211151947 U 2 一种低成本电平转换电路 技术领域 0001 本实用新型涉及到电平转换技术领域， 较为具体的， 涉及到一种低成本电平转换 电路。 背景技术 0002 在很多应用电路中， 由于信号发送端的芯片的工作电压。

6、和信号接收端的芯片的工 作电压不同， 所以需要对发送端芯片的工作电压进行处理， 使得其与信号接收端的芯片的 工作电压匹配， 这样才能够使得信号能够被正确识别。 如果信号发送端芯片和信号接收端 芯片的工作电压存在差异， 那么只有两种情况， 第一种情况是， 信号发送端芯片的工作电压 低于信号接收端芯片的工作电压， 第二种情况是， 信号发送端芯片的工作电压高于信号接 收端芯片的工作电压。 0003 针对第二种情况， 信号发送芯片的工作电压高于信号接收端芯片的工作电压的处 理方式， 如果采用直接在信号发送芯片与信号接收芯片之间接入电阻的方式， 会使得工作 电压较低的信号接受芯片有损坏， 并且信号发送芯。

7、片的信号有可能没有办法被信号接收芯 片识别并接收。 较为具体的， 目前的信号发送芯片有很多采用3.3V的工作电压， 信号接收芯 片有很多采用1.8V的工作电压， 通常情况下， 1.8V工作电压的信号接收芯片的的低电平识 别范围为00.6V， 1.8V工作电压的信号接收芯片的高电平识别范围为1.262.0V， 当3.3V 工作电压的信号发送芯片发出低电平信号时， 低电平为0V， 正好在1.8V工作电压的信号接 收芯片的低电平识别范围00.6V内， 当3.3V工作电压的信号发送芯片发出高电平信号时， 高电平信号为3.3V， 此时该高电平信号不在1.8V工作电压的信号接收芯片的高电平识别范 围为1.。

8、262.0V内， 也不在1.8V工作电压的信号接收芯片的低电平识别范围为00.6V， 属 于无法被1.8V工作电压的信号接收芯片识别的信号。 实用新型内容 0004 有鉴于此， 为了解决3.3V工作电压的信号发送芯片发出的高电平信号， 无法被 1.8V工作电压的信号接收芯片识别的问题， 本实用新型提出低成本电平转换电路， 其包括 一个三极管Q1和两个电阻R9和R10即可实现电平的转换， 使得3.3V的信号可以被转换为 1.8V的信号传送给信号接收芯片， 通常情况下只需要几分钱就可以解决以上问题， 成本较 低， 适合工业化生产。 0005 一种低成本电平转换电路,其包括： 信号发送芯片U1、 信。

9、号接收芯片U2、 三极管Q1、 第一电阻R1和第二电阻R2， 信号发送芯片U1的工作电压为3.3V， 信号接收芯片U2的工作电 压为1.8V， 其特征在于： 三极管Q1的发射极E与信号发送芯片U1的发送端LPUART1_TX连接， 三极管Q1的集电极C与信号接收芯片U2的接收端RXD连接， 第二电阻R2的第二端接入三极管 Q1的基极B， 第二电阻R2的第一端接入3.3V电压， 第二电阻R2是上拉电阻， 第一电阻R1的第 二端连接在信号接收芯片U2与三极管Q1的集电极C之间， 第一电阻R1的第一端接入1.8V电 源VDD_IO_R2。 说明书 1/3 页 3 CN 211151947 U 3 0。

10、006 进一步的， 三极管Q1为NPN型三极管。 0007 进一步的， 三极管Q1的型号为S8050-SOT23。 0008 进一步的， 所述的低成本电平转换电路还包括电容C1， 电容C1与第二电阻R2并联， 且电容C1的一端连接在三极管Q1的基极B， 电容C1的另外一端连接在第二电阻R2的一端与 3.3V电源之间， 电容C1起到滤波作用， 防止产生噪声。 0009 进一步的， 第一电阻R1的工作参数为4.7K， 第二电阻R2的工作参数为4.7K， 电容C1 的工作参数为10nF。 0010 进一步的， 信号接收芯片U2的能够接受的低电平为00.6V， 信号接收芯片U2的能 够接受的高电平为1。

11、.262.0V。 0011 进一步的， 信号发送芯片U1的信号发送数据的工作频率1KHz。 0012 本实用新型的低成本电平转换电路的工作原理如下： 当信号发送芯片U1的发送端 LPUART1_TX发出低电平信号， 也就是0V信号时， 三极管Q1饱和， Q1的集电极C对发射极E的电 压UCE为0.3V， 三极管Q1的3脚输出0V的电压信号给信号接收芯片U2的接收端RXD， 此时的OV 的电压信号在信号接收芯片U2的低电平信号识别范围00.6V内， 信号接收芯片U2能够识 别该低电平信号； 当信号发送芯片U1的发送端LPUART1_TX发出高电平信号， 也就是3.3V信 号时， 三极管Q1截止，。

12、 在上拉电阻R2的作用下， 信号接收芯片U2的接收端RXD收到1.8V的信 号， 此时的1.8V的电压信号在信号接收芯片U2的高电平信号识别范围1.262.0V内， 信号 接收芯片U2能够识别该高电平信号。 0013 由此可见， 本实用新型的低成本电平转换电路， 可以通过一个三极管Q1、 一个电容 C1和两个电阻R1和R2即可实现电平的转换， 使得3.3V的信号可以被转换为1.8V的信号传送 给信号接收芯片， 成本较低， 适合工业化生产。 同时， 利用三极管Q1的饱和和截止状态， 不会 对信号接收芯片U2产生损坏。 另外， 所述的分离式元件组成的电平转换电路适用于1KHz以 内的中低速的信号发。

13、送数据的工作频率， 适应性强。 再者， 如果采用常规的逻辑芯片来解决 电平转换问题， 其待机电流为几百毫安， 而采用本实用新型的分离式元件组成的电平转换 电路， 其待机电流只有几百纳安， 功耗很低。 附图说明 0014 图1为本实用新型的低成本电平转换电路的示意图。 0015 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。 具体实施方式 0016 具体实施案例1： 0017 如图1所示， 为本实用新型的低成本电平转换电路的示意图。 0018 一种低成本电平转换电路,其包括： 信号发送芯片U1、 信号接收芯片U2、 三极管Q1、 第一电阻R1和第二电阻R2， 信号发送芯片U1的工作电压为3。

14、.3V， 信号接收芯片U2的工作电 压为1.8V， 其特征在于： 三极管Q1的发射极E与信号发送芯片U1的发送端LPUART1_TX连接， 三极管Q1的集电极C与信号接收芯片U2的接收端RXD连接， 第二电阻R2的第二端接入三极管 Q1的基极B， 第二电阻R2的第一端接入3.3V电压， 第二电阻R2是上拉电阻， 第一电阻R1的第 二端连接在信号接收芯片U2与三极管Q1的集电极C之间， 第一电阻R1的第一端接入1.8V电 说明书 2/3 页 4 CN 211151947 U 4 源VDD_IO_R2。 0019 其中， 三极管Q1为NPN型三极管， 三极管Q1的型号为S8050-SOT23。 所。

15、述的低成本电 平转换电路还包括电容C1， 电容C1与第二电阻R2并联， 且电容C1的一端连接在三极管Q1的 基极B， 电容C1的另外一端连接在第二电阻R2的一端与3.3V电源之间， 电容C1起到滤波作 用， 防止产生噪声。 第一电阻R1的工作参数为4.7K， 第二电阻R2的工作参数为4.7K， 电容C1 的工作参数为10nF。 信号接收芯片U2的能够接受的低电平为00.6V， 信号接收芯片U2的能 够接受的高电平为1.262.0V。 信号发送芯片U1的信号发送数据的工作频率1KHz。 0020 如上所述的低成本电平转换电路的工作原理如下： 当信号发送芯片U1的发送端 LPUART1_TX发出低。

16、电平信号， 也就是0V信号时， 三极管Q1饱和， Q1的集电极C对发射极E的电 压UCE为0.3V， 三极管Q1的3脚输出0V的电压信号给信号接收芯片U2的接收端RXD， 此时的OV 的电压信号在信号接收芯片U2的低电平信号识别范围00.6V内， 信号接收芯片U2能够识 别该低电平信号； 当信号发送芯片U1的发送端LPUART1_TX发出高电平信号， 也就是3.3V信 号时， 三极管Q1截止， 在上拉电阻R2的作用下， 信号接收芯片U2的接收端RXD收到1.8V的信 号， 此时的1.8V的电压信号在信号接收芯片U2的高电平信号识别范围1.262.0V内， 信号 接收芯片U2能够识别该高电平信号。

17、。 0021 由此可见， 如上所述的低成本电平转换电路， 可以通过一个三极管Q1、 一个电容C1 和两个电阻R1和R2即可实现电平的转换， 使得3.3V的信号可以被转换为1.8V的信号传送给 信号接收芯片， 成本较低， 适合工业化生产。 同时， 利用三极管Q1的饱和和截止状态， 不会对 信号接收芯片U2产生损坏。 另外， 所述的分离式元件组成的电平转换电路适用于1KHz以内 的中低速的信号发送数据的工作频率， 适应性强。 再者， 如果采用常规的逻辑芯片来解决电 平转换问题， 其待机电流为几百毫安， 而采用本实用新型的分离式元件组成的电平转换电 路， 其待机电流只有几百纳安， 功耗很低。 0022 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本实用新型构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属 于本实用新型的保护范围。 因此， 本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 3/3 页 5 CN 211151947 U 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 211151947 U 6 。