CN102957415B - 一种电平转换的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电平转换的方法及系统，使用内部集成有二极管D的N沟道场效应管MOS为电平转换器件201，所述电平转换器件201基于控制电压单元10提供的电压将第二端口40输入的第一电压电平信号转换为第二电压电平信号，并通过第三端口50输出，实现了低电压电平信号转换为高电压电平信号以及高电压电平信号转换为低电压电平信号的功能，本发明提供的电平转换系统结构简单，不需要专门的方向控制引脚，成本低，能够达到很好的使用效果。

Description

一种电平转换的方法及系统

技术领域

本申请涉及电子通信领域，尤其涉及一种电平转换的方法及系统。

背景技术

随着现代科技的不断发展，电子产品的发展越来越快，几乎所有的电子芯片都朝着低功耗、低电压型的统一方向发展，电子产品内部数字集成电路的供电电压从几年前的5V发展到3.3V，2.85V，2.6V甚至到1.8V，这样，市场上就出现了用不同电压支持的数字集成电路，但是，并不是当低电压的集成电路出现以后高电压型的集成电路就消失了，相反，市场上各种供电规格的数字集成电路出现了并存的状况，即出现了各数字集成电路IO电平不同的状况。

而当系统中使用的各数字集成电路IO电平不同时，就必须要求使用电平转换电路才能使不同IO的数字集成电路间实现互相通信。

比如：74LVC4245是很常用的一种电平转换芯片，使用该芯片可以实现不同IO电平的数字电路互连进行相互通信，但是74LVC4245属于8路电平转换芯片系列，当电路中只有1-2电路信号需要电平转换时，使用该系列芯片就显得很浪费，而且这类芯片体积大，使用复杂，占用电路板面积大，成本高，而且该74LVC4245系列芯片实现双向电平转换时需要通过其DIR引脚控制方向，当用于I2C总线等场合时就无法控制总线方向实现双向电平转换。

发明内容

本发明提供了一种电平转换的方法及系统，以解决在现有技术中由于只能通过成本高且实现复杂的芯片来实现电平转换，而导致在只需要实现一路或二路电平转换时，存在的成本高，实现复杂的技术问题。

本申请中的一个实施例提供了一种实现电平转换的系统，包括：

控制电压单元，用于提供控制电压；

电平转换单元，包括：

第一端口，通过所述第一端口，将所述控制电压单元连接至所述电平转换单元；

第二端口，通过所述第二端口输入第一电压电平信号；

第三端口，通过所述第三端口输出第二电压电平信号，

其中，所述电平转换单元用于基于从所述第一端口输入的所述控制电压，将所述第一电压电平信号转换为所述第二电压电平信号，其中当所述第一电压电平信号为低电压电平信号时，所述第二电压电平信号为高电压电平信号；当所述第一电压电平信号为高电压电平信号时，所述第二电压电平信号为低电压电平信号。

可选的，所述电平转换单元包括：

第一电路，所述第二端口连接至所述第一电路；电平转换器件，连接在所述第一电路与所述第一端口之间；

第二电路，与所述电平转换器件及所述第三端口连接。

可选的，所述电平转换器件为N沟道场效应管，其中所述N沟道场效应管包括：

源极，与所述第一电路连接；

漏极，与所述第二电路连接；

栅极，与所述第一端口连接。

可选的，所述电平转换器件还包括：二极管，所述二极管的正极连接到所述N沟道场效应管的源极，所述二极管的负极连接到所述N沟道场效应管的漏极。

可选的，所述电平转换器件为三极管，其中所述三极管包括：

基极，与所述第一端口连接；

发射极，与所述第二端口连接；

集电极，与所述第二电路连接。

可选的，所述控制电压单元用于将输入至所述控制电压单元第一电压转换为输出至所述电平转换器件的第二电压，其中，所述第一电压的电压值为任意电压值，以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提；所述第二电压的电压值为在一定范围内变化的电压值，以保证所述电平转换器件能够正常运行为前提，所述第一电压的电压值不同于所述第二电压的电压值。

可选的，所述控制电压单元的内部结构具体包括：

第一三极管，型号为PNP型，所述第一三极管的集电极连接所述第一端口，所述第一三极管的发射极连接第一输入电源；

第二三极管，型号为NPN型，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地；

第三三极管，型号为PNP型，所述第三三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第三三极管的发射极连接第二输入电源，所述第三三极管的集电极连接所述第一三极管的集电极，也连接所述第一端口；

第一保护电阻，所述第一保护电阻连接在所述第一三极管的集电极与所述第一端口之间；

第二保护电阻，所述第二保护电阻的一端连接所述第一保护电阻与所述第一端口，所述第二保护电阻的另一端连接所述第三三极管的集电极；

第三保护电阻，所述第三保护电阻的一端连接所述第一三极管的基极；

第四保护电阻，所述第四保护电阻的一端与所述第三保护电阻的另一端连接，所述第四保护电阻的另一端连接所述第二三极管的基极；

第三输入电源，所述第三输入电源连接在所述第三保护电阻与第四保护电阻之间，用于输入第一电压。

本申请中的另一个实施例提供了一种实现电平转换的方法，具体包括：

传输控制电压单元输出的第二电压值给第一端口；

通过第二端口输入第一电压电平信号至电平转换器件；所述电平转换器件基于所述控制电压单元输出的电压电平信号，将所述第一电压电平信号转换为第二电压电平信号；

其中当所述第一电压电平信号为低电压电平信号时，所述第二电压电平信号为高电压电平信号；

当所述第一电压电平信号为高电压电平信号时，所述第二电压电平信号为低电压电平信号。

可选的，所述控制电压单元输出的电压电平信号通过如下步骤获得：

第三输入电源输入第一电压，其中，所述第一电压的电压值为任意电压值，以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提；

将所述第一电压输入所述第一三极管，通过所述第一电压和第一输入电源输入的第一电压电平信号值判断所述第一三极管导通情况；

将所述第一电压输入所述第二三极管，判断所述第二三极管导通情况；

通过流入所述第二三极管的电压和第二输入电源输入的第二电压电平信号值判断所述第三三极管的导通情况；

根据所述三个三极管的导通情况确定第二电压，所述第二电压的电压值为在一定范围内变化的电压值，以保证所述电平转换器件能够正常运行为前提，所述第一电压的电压值不同于所述第二电压的电压值。

可选的，以内部集成有二极管的N沟道场效应管作为所述电平转换器件，基于所述控制电压单元输出的电压电平信号，将所述第一电压电平信号转换为第二电压电平信号，具体为：

通过所述N沟道场效应管的栅极接收所述第一端口传输的所述控制电压单元输出的电压电平信号；

通过所述N沟道场效应管的源极接收所述第一电压电平信号；

将所述第一电压电平信号与所述第二电路输入的电压电平信号进行比较；所述第二电路输入的电压电平信号作为第二电压电平信号，传输给第三端口。

可选的，以三极管作为电平转换器件，基于所述控制电压单元输出的电压电平信号，将所述第一电压电平信号转换为第二电压电平信号，具体为：

所述三极管的基极接收所述第一端口传输的所述控制电压单元输出的电压电平信号；

通过所述三极管的发射极接收所述第一电压电平信号；

将所述第一电压电平信号与所述第二电路输入的电压电平信号进行比较；所述第二电路输入的电压电平信号作为第二电压电平信号，传输给第三端口。

上述技术方案中的一个或多个技术方案，具有如下技术效果或优点：

本申请中技术方案通过利用三极管、场效应管来实现电平转换，有效解决了现有技术中由于采用专门芯片而存在的成本高的问题，进而具有成本低的优势；

同时由于本申请技术方案中的三极管，场效应管不仅是成本极低的元件，而且操作起来也非常简单，所以，相较于现有技术中的芯片方案，本申请还具有技术方案实现简单的技术效果。

附图说明

图1为本申请实施例中电平转换系统的结构图；

图2为图1系统中电平转换单元的内部结构图；

图3为图1系统中电平转换单元中电平转换器件的第一实施例的电路图；

图4为图1系统中电平转换单元中电平转换器件的第二实施例的电路图；

图5为图1系统中电平转换单元中电平转换器件的第三实施例的电路图；

图6为本申请实施例中的电平转换方法的流程图；

图7为图6方法中将输入至所述控制电压单元第一电压转换为输出至所述电平转换器件的第二电压的流程图；

图8为图6方法中使用内部集成有二极管的N沟道场效应管作为电平转换器件时，实现电平转换的流程图；

图9为图6方法中使用三极管作为电平转换器件时，实现电平转换的流程图。

符号说明：控制电压单元10，电平转换单元20，第一端口30，第二端口40，第三端口50，电平转换器件201，第一电路202，第二电路203，保护电阻R1、保护电阻R2、保护电阻R5，偏置电阻R3，N沟道场效应管MOS，所述N沟道场效应管三个引脚栅极C11，源极S11，漏极D11，二极管D，作为电平转换器件的三极管301，所述作为电平转换器件的三极管301的三个引脚基极B1，集电极C1，发射极E1，第一三极管302，所述第一三极管302的三个引脚基极B2，集电极C2，发射极E2，第二三极管303，所述第二三极管303的三个引脚基极B3，集电极C3，发射极E3，第三三极管304，所述第三三极管304的三个引脚基极B4，集电极C4，发射极E4，第一保护电阻R6，第二保护电阻R7，第三保护电阻R8，第四保护电阻R9，第一输入电源VCC1，第二输入电源VCC2，第三输入电压VCC3。

具体实施方式

下面结合各个附图对本申请实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

请参考图1，为本申请实施例中电平转换系统的结构图。

一种电平转换的系统，包括：

控制电压单元10，用于提供控制电压；电平转换单元20，包括三个端口：第一端口30，通过所述第一端口30，将所述控制电压单元10连接至所述电平转换单元20；第二端口40，通过所述第二端口40输入第一电压电平信号；第三端口50，通过所述第三端口50输出第二电压电平信号。

所述电平转换单元20基于从所述第一端口30输入的所述控制电压，将所述第二端口40输入的所述第一电压电平信号转换为所述第二电压电平信号，并从所述第三端口50输出。

其中当所述第一电压电平信号为低电压电平信号时，所述第二电平电压信号为高电压电平信号；当所述第一电压电平信号为高电压电平信号时，所述第二电压电平信号为低电压电平信号。

参考图2，为图1系统中电平转换单元的内部结构图。

图2中电平转换单元20包括第一电路202，电平转换器件201，和第二电路203，其中，所述第一电路202与第二端口40连接；所述电平转换器件201连接在所述第一电路202连接与第一端口30之间；所述第二电路203与所述电平转换器件201及第三端口50连接。

对于所述电平转换器件201，在具体实现过程中，有很多种实现方式，如：可以采用内部集成有二极管D的N沟道场效应管MOS作为电平转换单元20中电平转换器件201，具体来讲，请参考图3，所述内部集成有二极管D的N沟道场效应管MOS的栅极C11和所述第一端口30连接，所述第一端口30和所述控制电压单元10之间连接一个保护电阻R2，保护电阻R1的一端连接在所述保护电阻R2和所述第一端口30之间，所述保护电阻R1另一端接地，在这里，所述R1和所述R2组成分压电路，用于保证提供到栅极C11的电压电平信号和第一电路202提供的电压电平信号一致。

所述N沟道场效应管的源极S11连接在第一电路202和第二端口40之间。

所述N沟道场效应管的漏极D11连接在第二电路203和第三端口50之间。

以1.8V和3.3V为例：

其中，所述第一端口30传输到所述栅极C11的电压电平信号为1.8V电压电平信号，所述第一电路202提供1.8V电压电平信号，所述第二电路203提供3.3V电压电平信号。

低电压电平信号转换为高电压电平信号的转换过程：

当所述第一电路202提供1.8V电压电平信号时：

当所述第二端口40输入1.8V电压电平信号时，由于通过所述第一端口30传输到所述栅极C11的电压电平信号也是1.8V，使得所述VT1呈截止状态，所述第二端口40输入的电压电平信号无法经过所述VT1，则所述第三端口50输出的电压电平信号应为所述第二电路203提供的电压电平信号3.3V，从而实现了低电压高电平信号转换为高电压高电平信号。

当所述第二端口40输入0V电压电平信号时，由于通过所述第一端口30传输到所述栅极C11的电压电平信号是1.8V，使得所述VT1呈导通状态，所述第三端口50输出的电压电平信号也应为0V电压电平信号，所述第二端口40输入的电压电平信号和所述第三端口50输出的电压电平信号相同，从而实现了低电压低电平信号转换为高电压低电平信号。

高电压电平信号转换为低电压电平信号的转换过程：

当第二电路203提供3.3V电压电平信号时：

当所述第三端口50输入3.3V电压电平信号时，由于所述第一电路202提供的电压电平信号为1.8V，还由于所述VT1内部的二极管D的特性，使得所述VT1呈截止状态，所述第三端口50输入的电压电平信号无法经过所述VT1，所述第二端口40输出的电压电平信号应为所述第一电路202提供的电压电平信号1.8V，从而实现了高电压电平信号转换为低电压电平信号的转换过程，从而实现了高电压高电平信号转换为低电压高电平信号。

当所述第三端口50输入0V电压电平信号时，由于所述第一电路202提供的电压电平信号为1.8V，还由于所述VT1内部的二极管D的特性，使得所述VT1内部的二极管D处于正向导通状态，所述第二端口40输出的电压电平信号应为所述VT1内部的二极管D的正向导通压降，约为0.2V左右，这个电压电平信号可以被所述第二端口40识别为低电压电平信号，相当于0V电压电平信号，所述第三端口50输入的电压电平信号和所述第二端口40输出的电压电平信号相同，从而实现了高电压低电平信号转换为低电压低电平信号。

本申请实施例，使用所述内部集成有二极管D的N沟道场效应管MOS作为所述电平转换器件201，可以实现低电压电平信号转换为高电压电平信号以及实现高电压电平信号转换为低电压电平信号。

以上所述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以以所述实施例为基础，作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，如：使用两个或两个以上相同的内部集成有二极管D的N沟道场效应管MOS共同作为电平转换器件201进行封装。

对于所述电平转换器件201，在具体实现过程中，还可以采用三极管作为电平转换单元20中电平转换器件201，所述三极管可以是NPN型三极管，也可以是PNP型三极管，下面，以NPN型三极管301为例子，具体说明电压电平转换的原理，请参考图4，所述NPN型三极管301基极B1和第一端口30连接，所述第一端口30和控制电压单元10之间连接一个偏置电阻R3，用于为所述三极管301提供偏置电流。

所述三极管301的发射极E1和第二端口40连接，所述三极管301的集电极C1除了和第二电路203连接，也和第三端口50连接。

当所述第二电路203提供的电压电平信号为3.3V时，具体介绍电平转换的实现原理：

当所述第一端口传输到所述基极B1的电压电平信号为0V时，由于所述偏置电阻R3提供偏置电流，而所述三极管301的集电极C1由于所述第二电路203提供的3.3V电压电平信号的作用，当所述三极管301的发射极E1输入0V电压电平信号时，导致所述三极管301导通，导通后所述三极管301压降很小，所述三极管301的集电极C1的电压电平信号几乎等于所述三极管301的发射极E1的电压电平信号，即第二端口40输入的电压电平信号与第三端口50输出的电压电平信号相同，从而实现了低电压低电平信号转换为高电压低电平信号。

当所述第一端口输入到所述基极B1和所述第二端口40提供的电压电平信号都为1.8V电压电平信号时，由于所述偏置电阻R3两端没有压差，所述三极管301不导通，所述三极管301的集电极C1输出的电压电平信号即为第二电路提供的电压电平信号3.3V，从而实现了低电压高电平信号转换为高电压高电平信号。

以上所述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以以所述实施例为基础，作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，如：使用两套同样的三极管301共同作为电平转换器件201进行双联封装。

请参考图1、图5，本申请第三实施例为当控制电压单元10可调时，以内部集成有二极管D的N沟道场效应管MOS作为电平转换单元20的电平转换器件201实现电平转换。

在该电路中，电平转换器件201使用了一个内部集成有二极管D的N沟道场效应管MOS，该电平转换器件201命名为VT1。

其中，所述N沟道场效应管MOS的栅极C11和第一端口30连接，所述第一端口30和控制电压单元10之间连接一个保护电阻R5，所述保护电阻R5另一端接地。

所述N沟道场效应管MOS的源极S11连接在第一电路202和第二端口40之间。

所述N沟道场效应管MOS的漏极D11连接在第二电路203和第三端口50之间。

在该电路中，所述的控制电压单元10使用下列结构来达到使电压可调的效果：

第一三极管302，型号为PNP型，所述第一三极管302的集电极C2连接所述第一端口30，所述第一三极管302的发射极E2连接第一输入电源VCC1；

第二三极管303，型号为NPN型，所述第二三极管303的基极B3与所述第一三极管302的基极B2连接，所述第二三极管303的发射极E3接地；

第三三极管304，型号为PNP型，所述第三三极管304的基极B4连接所述第二三极管303的集电极C3，所述第三三极管304的发射极E4连接第二输入电源VCC2，所述第三三极管304的集电极C4连接所述第一三极管302的集电极C2，也连接所述第一端口30；

第一保护电阻R6，所述R6连接在所述第一三极管302的集电极C2与所述第一端口30之间；

第二保护电阻R7，所述R7的一端连接所述第一保护电阻R6与所述第一端口30，所述R7的另一端连接所述第三三极管304的集电极C4；

第三保护电阻R8，所述R8的一端连接所述第一三极管302的基极B2；

第四保护电阻R9，所述R9的一端与所述R8的另一端连接，所述R9的另一端连接所述第二三极管303的基极B3；

第三输入电源VCC3，所述第三输入电源VCC3连接在所述R8与所述R9之间，用于输入第一电压。

下面用具体的电压进行说明：

设定第一输入电源VCC1的第一电压信号值为1.8V，第二输入电源VCC2的第二电压信号值为2.8V。

第三输入电源VCC3输入第一电压，所述第一电压的电压值为任意电压值，以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提，所述第一电压值优选的范围为0V～5V，更为优选的范围为1.8V～5V，应当理解，此处所列的范围仅为优选范围，根据本发明在实际运用中的需要也可以选择该范围以外的电压值。

设定所述第三输入电源VCC3输入第一电压1.8V：

所述1.8V电压电平信号到达第一三极管302的基极B2，由于所述第一三极管302类型为PNP型，其发射极E2的电压电平信号由所述第一输入电源VCC1提供，也为1.8V，所以所述第一三极管302呈截止状态；而所述1.8V电压电平信号到达所述第二三极管303的基极B3，因为所述第二三极管303的发射极E3接地，还由于所述第二三极管303为NPN型，所以，所述1.8V电压电平信号从所述第二三极管303的发射极E3流出，导致所述第二三极管303导通；所述第三三极管304的基极B4无电压，还由于所述第三三极管304的发射极E4的电压电平信号由第二输入电源VCC2提供，为2.8V，所以所述第三三极管304也导通，所述2.8V电压电平信号直接流向所述第三三极管304的集电极C4；而所述的R8的压降很小，所述第一端口30的电压电平信号由所述第三三极管304提供，因此所述控制电压单元10输出的第二电压值为2.8V。

设定第二电路203提供的电压电平信号为3.3V，设定第一电路202提供的电压电平信号为2.8V。

当所述控制电压单元10提供的第二电压值和所述第一电路202提供的电压电平信号为2.8V时，低电压电平信号转换为高电压电平信号的过程为：

当所述第二端口40输入2.8V电压电平信号时，由于通过所述第一端口30传输到所述栅极C11的电压电平信号也是2.8V，使得所述VT1呈截止状态，所述第二端口40输入的电压电平信号无法经过所述VT1，则所述第三端口50输出的电压电平信号应为所述第二电路203提供的电压电平信号3.3V，从而实现了低电压高电平信号转换为高电压高电平信号。

当所述第二端口40输入0V电压电平信号时，由于通过所述第一端口30传输到所述栅极C11的电压电平信号是2.8V，使得所述VT1呈导通状态，所述第三端口50输出的电压电平信号也应为0V电压电平信号，所述第二端40输入的电压电平信号和所述第三端口50输出的电压电平信号相同，从而实现了低电压低电平信号转换为高电压低电平信号。

当所述控制电压单元10提供第二电压值为2.8V电压电平信号、所述第二电路203提供的电压电平信号为3.3V时，高电压电平信号转换为低电压电平信号过程：

当所述第三端口50输入3.3V电压电平信号时，由于所述第一电路202提供的电压电平信号为2.8V，还由于所述VT1内部的二极管D的特征，所述VT1呈截止状态，所述第三端口50输入的电压电平信号无法经过所述VT1，所述第二端口40输出的电压电平信号应为所述第一电路202提供的电压电平信号2.8V，从而实现了由高电压高电平信号转换为低电压高电平信号。

当所述第三端口50输入0V电压电平信号时，由于所述第一电路202提供的电压电平信号为2.8V，还由于所述VT1内部的二极管D处于正向导通状态，所述第二端口40输出的电压电平信号应为所述VT1内部的二极管D的正向导通压降，约为0.2V左右，这个电压电平可以被所述第二端口40识别为低电压电平，所述第三端口50输入的电压电平信号和所述第二端口40输出的电压电平信号相同，从而实现了由高电压低电平信号转换为低电压低电平信号。

设定第一输入电源VCC1的第一电压信号值为1.8V，第二输入电源VCC2的第二电压信号值为2.8V。

第三输入电源VCC3输入第一电压，所述第一电压的电压值为任意电压值，以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提，所述第一电压值优选的范围为0V～5V，更为优选的范围为1.8V～5V，应当理解，此处所列的范围仅为优选范围，根据本发明实施例的实际需要也可以选择该范围以外的电压值。

设定所述第三输入电源VCC3输入第一电压0V：

所述0V电压电平信号到达所述第二三极管303的基极B3时，由于所述第二三极管303的发射极E3接地，两者的电压电平信号一致，由于所述第二三极管303的类型为NPN型，导致所述第二三极管303截止，由于所述第三三极管304的类型为PNP型，所以所述第三三极管304的发射极E4流通的2.8V电压电平信号通过所述第三三极管304的基极B4流出，无法导通；当所述的0V电压电平信号到达所述第一三极管302的基极B2时，由于所述第一三极管302为PNP型，所述第一三极管302的发射极E2的电压电平信号大于所述第一三极管302基极B2的电压电平信号，则所述第一三极管302的发射极E2的电压电平信号流入，传送给所述第一三极管302的集电极C2，所述第一端口30的电压电平信号就为所述第一三极管302提供，因此所述控制电压单元10输出的第二电压值为1.8V。

设定第二电路203提供的电压电平信号为3.3V，设定第一电路202提供的电压电平信号为1.8V。

当所述控制电压单元10提供第二电压值和第一电路202提供的电压电平信号都为1.8V时，低电压电平信号转换为高电压电平信号的过程为：

当所述第二端口40输入1.8V电压电平信号时，由于通过所述第一端口30传输到所述栅极C11的电压电平信号也是1.8V，使得所述VT1呈截止状态，所述第二端口40输入的电压电平信号无法经过所述VT1，则所述第三端口50输出的电压电平信号应为所述第二电路203提供的电压电平信号3.3V，从而实现了低电压高电平信号转换为高电压高电平信号。

当所述第二端口40输入0V电压电平信号时，由于通过所述第一端口30传输到所述栅极C11的电压电平信号是1.8V，使得所述VT1呈导通状态，所述第三端口50输出的电压电平信号也应为0V电压电平信号，所述第二端口40输入的电压电平信号和所述第三端口50输出的电压电平信号相同，从而实现了低电压低电平信号转换为高电压低电平信号。

当所述控制电压单元10提供第二电压值为1.8V电压电平信号、所述第二电路203提供的电压电平信号为3.3V时，高电压电平信号转换为低电压电平信号的过程：

当所述第三端口50输入3.3V电压电平信号时，由于所述第一电路202提供的电压电平信号为1.8V，还由于所述VT1内部的二极管D的特征，所述VT1呈截止状态，所述第三端口50输入的电压电平信号无法经过所述VT1，所述第二端口40输出的电压电平信号应为所述第一电路202提供的电压电平信号1.8V，从而实现了由高电压高电平信号转换为低电压高电平信号。

当所述第三端口50输入0V电压电平信号时，由于所述第一电路202提供的电压电平信号为1.8V，还由于所述VT1内部的二极管D处于正向导通状态，所述第二端口40输出的电压电平信号应为所述VT1内部的二极管D的正向导通压降，约为0.2V左右，这个电压电平可以被所述第二端口40识别为低电压电平，所述第三端口50输入的电压电平信号和所述第二端口40输出的电压电平信号相同，从而实现了由高电压低电平信号转换为低电压低电平信号。

在具体的实现过程中，还可以采用本申请所属技术领域的技术人员可依据上述实施例在不付出创造性劳动得出的等同的电平转换器件，在此，本申请就不再一一列举。

上述本申请实施例提供的一种实现电平转换的系统，至少具有如下技术效果：

由于采用了三极管、场效应管来实现电平转换，有效解决了现有技术中由于采用专门芯片而存在的成本高的问题，进而具有成本低的优势；

同时由于本申请实施例中的三极管，场效应管不仅是成本极低的元件，而且操作起来也非常简单，所以，相较于现有技术中的芯片方案，本申请实施例还具有实现简单的技术效果。

请参考图6、图7、图8、图9，本申请第四实施例提供一种为实现电平转换的方法，具体步骤包括：

步骤S601，传输控制电压单元输出的第二电压给第一端口。

其中，控制电压单元输出第二电压要经过一系列的步骤，参考图7，为将输入至所述控制电压单元第一电压转换为输出至所述电平转换器件的第二电压的流程图，其具体步骤为：

步骤S701，第三输入电源输入第一电压。

其中，所述第一电压的电压值为任意电压值，以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提，具体的值以实际电平转换系统的情况为准。

步骤S703，将所述第一电压输入所述第一三极管，通过所述第一电压和第一输入电源输入的第一电压电平信号值判断所述第一三极管导通情况。

所述第一电压电平信号值以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提，具体的值以实际电平转换系统的情况为准。

所述第一三极管的型号为PNP型，根据所述第一三极管的特征用所述第一电压电平信号值去判断所述第一三极管的三个引脚流通情况，得出所述第一三极管导通情况。

步骤S705，将所述第一电压输入所述第二三极管，判断所述第二三极管导通情况。

所述第二三极管的型号为NPN型，根据所述第二三极管的特征用所述第一电压去判断所述第一三极管的三个引脚流通情况，得出所述第二三极管导通情况。

步骤S707，通过流入所述第二三极管的电压和第二输入电源输入的第二电压电平信号值判断所述第三三极管的导通情况。

所述第二电压电平信号值以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提，具体的值以实际电平转换系统的情况为准。

所述第三三极管的型号为PNP型，根据所述第三三极管的特征用通过所述二三极管的电压和所述第二电压电平信号值去判断所述第三三极管的三个引脚流通情况，得出所述第三三极管导通情况。

步骤S709，根据所述三个三极管的导通情况确定第二电压。

所述第二电压的大小为在一定范围内变化的电压值，根据第一电压值经过调整得出，以保证所述电平转换器件能够正常运行为前提，所述第一电压的电压值不同于所述第二电压的电压值，具体的值以实际电平转换系统的情况为准。

步骤S603，通过第二端口输入第一电压电平信号至电平转换器件。

步骤S605，所述电平转换器件基于所述控制电压单元输出的电压电平信号，将所述第一电压电平信号转换为第二电压电平信号。

其中当所述第一电压电平信号为低电压电平信号时，所述第二电压电平信号为高电压电平信号；当所述第一电压电平信号为高电压电平信号时，所述第二电压电平信号为低电压电平信号。

其中，当使用内部集成有二极管的N沟道场效应管作为电平转换器件时，参考图8，为使用内部集成有二极管的N沟道场效应管作为电平转换器件时，实现电平转换的流程图，具体步骤为：

步骤S801，通过所述N沟道场效应管的栅极接收所述第一端口传输的所述控制电压单元输出的电压电平信号。

步骤S803，通过所述N沟道场效应管的源极接收所述第一电压电平信号。

步骤S805，将所述第一电压电平信号与所述第二电路输入的电压电平信号进行比较。

步骤S807，所述第二电路输入的电压电平信号作为第二电压电平信号，传输给第三端口。

其中，当使用三极管作为电平转换器件时，参考图9，为使用三极管作为电平转换器件时，实现电平转换的流程图，具体步骤为：

步骤S901，所述三极管的基极接收所述第一端口传输的所述控制电压单元输出的电压电平信号。

步骤S903，通过所述三极管的发射极接收所述第一电压电平信号。

步骤S905，将所述第一电压电平信号与所述第二电路输入的电压电平信号进行比较。

步骤S907，所述第二电路输入的电压电平信号作为第二电压电平信号，传输给第三端口。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

上述本申请实施例提供的一种实现电平转换的方法，至少具有如下技术效果：

由于本申请实施例中的三极管，场效应管都是简单的元器件，操作方便，相较于现有技术中的芯片方案，具有实现简单的技术效果，而且由于所述三极管，场效应管的成本极低，有效解决了现有技术中由于采用专门芯片而存在的成本高的问题。

在该技术方案中，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电平转换的系统，其特征在于，具体包括：

控制电压单元，用于提供控制电压；

电平转换单元，包括：

第一端口，通过所述第一端口，将所述控制电压单元连接至所述电平转换单元；

第二端口，通过所述第二端口输入第一电压电平信号；

第三端口，通过所述第三端口输出第二电压电平信号；

其中，所述控制电压单元，具体包括：第一三极管，型号为PNP型，所述第一三极管的集电极连接所述第一端口，所述第一三极管的发射极连接第一输入电源；第二三极管，型号为NPN型，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地；第三三极管，型号为PNP型，所述第三三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第三三极管的发射极连接第二输入电源，所述第三三极管的集电极连接在所述第一三极管的集电极和所述第一端口之间；

所述电平转换单元用于基于从所述第一端口输入的所述控制电压，将所述第一电压电平信号转换为所述第二电压电平信号，其中当所述第一电压电平信号为低电压电平信号时，所述第二电压电平信号为高电压电平信号；当所述第一电压电平信号为高电压电平信号时，所述第二电压电平信号为低电压电平信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电平转换单元包括：

第一电路，所述第二端口连接至所述第一电路；

电平转换器件，连接在所述第一电路与所述第一端口之间；

第二电路，与所述电平转换器件及所述第三端口连接。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电平转换器件为N沟道场效应管，其中所述N沟道场效应管包括：

源极，与所述第一电路连接；漏极，与所述第二电路连接；栅极，与所述第一端口连接。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电平转换器件还包括：二极管，所述二极管的正极连接到所述N沟道场效应管的源极，所述二极管的负极连接到所述N沟道场效应管的漏极。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电平转换器件为三极管，其中所述三极管包括：

基极，与所述第一端口连接；发射极，与所述第二端口连接；集电极，与所述第二电路连接。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制电压单元用于将输入至所述控制电压单元第一电压转换为输出至所述电平转换器件的第二电压，其中，所述第一电压的电压值为任意电压值，以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提；

所述第二电压的电压值为在一定范围内变化的电压值，以保证所述电平转换器件能够正常运行为前提，所述第一电压的电压值不同于所述第二电压的电压值。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制电压单元还包括：

第一保护电阻，所述第一保护电阻连接在所述第一三极管的集电极与所述第一端口之间；

第二保护电阻，所述第二保护电阻的一端连接所述第一保护电阻与所述第一端口，所述第二保护电阻的另一端连接所述第三三极管的集电极；

第三保护电阻，所述第三保护电阻的一端连接所述第一三极管的基极；

第四保护电阻，所述第四保护电阻的一端与所述第三保护电阻的另一端连接，所述第四保护电阻的另一端连接所述第二三极管的基极；

第三输入电源，所述第三输入电源连接在所述第三保护电阻与第四保护电阻之间，用于输入第一电压。

8.一种电平转换的方法，其特征在于，具体包括：

传输控制电压单元输出的第二电压值给第一端口，其中，所述控制电压单元，具体包括：第一三极管，型号为PNP型，所述第一三极管的集电极连接所述第一端口，所述第一三极管的发射极连接第一输入电源；第二三极管，型号为NPN型，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地；第三三极管，型号为PNP型，所述第三三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第三三极管的发射极连接第二输入电源，所述第三三极管的集电极连接在所述第一三极管的集电极和所述第一端口之间；

通过第二端口输入第一电压电平信号至电平转换器件；

所述电平转换器件基于所述控制电压单元输出的电压电平信号，将所述第一电压电平信号转换为第二电压电平信号；

其中当所述第一电压电平信号为低电压电平信号时，所述第二电压电平信号为高电压电平信号；当所述第一电压电平信号为高电压电平信号时，所述第二电压电平信号为低电压电平信号。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制电压单元输出的电压电平信号通过如下步骤获得：

第三输入电源输入第一电压，其中，所述第一电压的电压值为任意电压值，以保证所述控制电压单元以及所述电平转换器件能够正常运行为前提；

将所述第一电压输入所述第一三极管，通过所述第一电压和第一输入电源输入的第一电压电平信号值判断所述第一三极管导通情况；

将所述第一电压输入所述第二三极管，判断所述第二三极管导通情况；

通过流入所述第二三极管的电压和第二输入电源输入的第二电压电平信号值判断所述第三三极管的导通情况；

根据所述三个三极管的导通情况确定第二电压，所述第二电压的电压值为在一定范围内变化的电压值，以保证所述电平转换器件能够正常运行为前提，所述第一电压的电压值不同于所述第二电压的电压值。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电平转换器件基于所述控制电压单元输出的电压电平信号，将所述第一电压电平信号转换为第二电压电平信号，具体步骤为：

通过N沟道场效应管的栅极接收所述第一端口传输的所述控制电压单元输出的电压电平信号；

通过所述N沟道场效应管的源极接收所述第一电压电平信号；

将所述第一电压电平信号与所述第二电路输入的电压电平信号进行比较；

所述第二电路输入的电压电平信号作为第二电压电平信号，传输给第三端口。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电平转换器件基于所述控制电压单元输出的电压电平信号，将所述第一电压电平信号转换为第二电压电平信号，具体步骤为：

三极管的基极接收所述第一端口传输的所述控制电压单元输出的电压电平信号；

通过所述三极管的发射极接收所述第一电压电平信号；

将所述第一电压电平信号与所述第二电路输入的电压电平信号进行比较；

所述第二电路输入的电压电平信号作为第二电压电平信号，传输给第三端口。