应该如何实现降压(5 V→3.3 V)和升压(3.3 V→5 V)电平转换(电压转换)?

降压(5 V→3.3 V)和升压(3.3 V→5 V)电压转换可以通过使用具有容错功能的CMOS逻辑IC、单电源或双电源电平转换器(缓冲器类型)以及双电源总线开关。

图1:使用输入容错函数进行降压转换
图1:使用输入容限函数进行降压转换

以下是一个简例。
有关详细的选择方法,请参阅以下应用说明.
→ Tips for Selecting Level Shifters(Voltage Translation ICs) (PDF:2.62MB)

降压转换:
输入容限功能允许通过电平转换将较高电压转换为较低电压,例如从5 V至3.3 V。例如,输入容限功能允许将5 V电压施加至输入端而不消耗额外电流,即使VCC=0 V。(图 1)

对于使用CMOS逻辑IC的输入容限功能的降压转换,请确保最大低电平输入电压在VIL范围内。(表1)

Table-1 Example of input specifications of a typical CMOS logic IC with a non-TTL input (74VHC240)

表1:具有非TTL输入的典型CMOS逻辑IC的输入规格示例(74VHC240)

图2:使用带有TTL的CMOS逻辑IC进行升压转换
图2:使用带有TTL的CMOS逻辑IC进行升压转换

升压转换:
如果驱动IC的高电平输出电压(VOH)满足被驱动IC的高电平输入电压(VIH),即可实现较低电压至较高电压(例如,3.3 V至5 V)的电平转换,因为VOH几乎等于供电电压(VCC)。
由于典型CMOS逻辑IC的指定最小高电平输入电压(VIH)为VCC×0.7,当VCC=5 V时,VIH为3.5 V。因此,如果驱动IC的VOH为3.3V,则不满足被驱动IC的最小VIH。在这种情况下,请考虑使用具有TTL输入的CMOS逻辑IC。(图2)

表2显示了74HCT240的TTL输入规格。由于其最小高电平输入电压(VIH)为 2.0 V,因此74HCT240允许从3.3 V至5 V的升压转换。

表2:CMOS逻辑IC的TTL输入规格示例(74VHCT240)

表2:CMOS逻辑IC的TTL输入规格示例(74VHCT240)

图3:使用电平转换器将电压从2.0 V转换到5.0 V
图3:使用电平转换器将电压从2.0 V转换到5.0 V

如果前段IC的电源电压低于2V,则不能使用74VHCT240。在这种情况下,需要使用电平转换器(总线开关类型:TC7MPB9326),如图3和表3所示。

表3:电平转换器的供电电压范围示例(TC7MPB9326)

表3:电平转换器的供电电压范围示例(TC7MPB9326)

图4:使用具有开漏输出产品从3.3 V到5.0 V的电平转换
图4:使用具有开漏输出产品从3.3 V到5.0 V的电平转换

还有一种使用具有开漏输出的产品进行升压转换的方法。由于上拉电阻器Rpull,输出摆动至VCC电平。(图4)

相关链接

以下文档也包含相关信息。

FAQ

产品列表

应用说明

在新窗口打开