CN105471421A - 一种电平转换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电平转换电路，第一晶体管的第一极与分压电路中点连接；所述分压电路一端输入正电源电压，所述分压电路另一端与第二晶体管的第二极连接；所述第一晶体管的第二极通过上拉电阻输入所述正电源电压；所述第一晶体管的第三极接地；所述第一晶体管的第三极与调整支路一端连接；所述第二晶体管的第一极与第二调整电阻一端连接，所述第二调整电阻另一端、调整支路另一端输入负电平信号或者高阻态；所述第二晶体管的第三极输入负电源电压；第三调整电阻一端并联接入所述第二调整电阻与所述第二晶体管的第一极之间，所述第三调整电阻另一端与所述第二晶体管的第三极连接。本发明电路结构简单，无需比较器和基准电压，降低了电路成本。

Description

一种电平转换电路
技术领域
本发明涉及电子电路系统，特别是一种电平转换电路。
背景技术
在现代电子电路系统中，一般包含正负15VDC，正负24VDC、5VDC、3.3VDC等多种供电电源。为了进一步提高系统的可靠性，系统需要监控其供电电源的工作状态。因此，各供电电源需提供自身的故障信号给控制系统。
对于正电压输出的电源，其故障信号为正电平信号，如图1所示，信号传递比较容易，目前有许多逻辑芯片都能实现电平的转换，达到信号传输的目的。
而对于负电压输出的电源，其故障信号为负电平信号，如图2所示，需将负电平信号转换为正电平信号才能传递到系统，市面上没有将负电平转换成正电平的逻辑芯片。
目前一般采用正电压供电的比较器对负电压进行监控，得到正电平的故障信号，实现电平转换。如图3所示，VCC为正供电电压，Vref为基准电压，-15V为需监控的负电源电压，OUT为正电平的故障信号。这种结构需比较器、基准电压，实现较为复杂，成本也较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种电平转换电路，实现将负电平信号转换成正电平信号的同时，简化电路结构，降低电路成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电平转换电路，包括第一晶体管和第二晶体管；所述第一晶体管的第一极与分压电路中点连接；所述分压电路一端输入正电源电压，所述分压电路另一端与所述第二晶体管的第二极连接；所述第一晶体管的第二极通过上拉电阻输入所述正电源电压，且所述第一晶体管的第二极输出正电平信号；所述第一晶体管的第三极接地；所述第一晶体管的第三极与调整支路一端连接；所述第二晶体管的第一极、调整支路另一端输入负电平信号或者高阻态；所述第二晶体管的第三极输入负电源电压；第三调整电阻一端与所述第二晶体管的第一极连接，所述第三调整电阻另一端与所述第二晶体管的第三极连接。
所述第一晶体管第三极与二极管阴极连接，所述二极管阳极与所述第一晶体管第一极连接。二极管用来箝位第一晶体管第一极的电压，从而保护第一晶体管；二极管接入使得分压电路的电阻取值更加灵活，更易实现。
所述第二晶体管的第一极与第二调整电阻一端连接，所述第二调整电阻另一端输入负电平信号或者高阻态；所述第三调整电阻一端连接在所述第二调整电路与所述第二晶体管的第一极连接点上。第二调整电阻的接入使得在晶体管采用三极管的场合，对三极管的基极电流限流；同时加入该电阻，使得电平转换适用的负电压范围更宽。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明能将负电平信号转换成正电平信号，且电路结构简单，无需比较器和基准电压，降低了电路成本。
附图说明
图1为正电压输出电源的故障信号传递示意图；
图2为负电压输出电源的故障信号传递示意图；
图3为负输出电压采用比较器实现的电平转换电路图；
图4为本发明实施例一电路原理图；
图5为本发明实施例二电路原理图；
图6为本发明实施例三电路原理图。
具体实施方式
如图4所示，本发明实施例一包括第一三极管V1和第二三极管V3；所述第一三极管V1的基极接入第一分压电阻R2和第二分压电阻R3之间（第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串联成分压电路）；第一分压电阻R2一端输入正电源电压（15V电平），第二分压电阻R3一端与所述第二三极管V3的集电极连接；所述第一三极管V1的集电极通过上拉电阻R1输入所述正电源电压（15V电平），且所述第一三极管V1的集电极输出正电平信号OUT；所述第一三极管V1的发射极接地GND（0V）；所述第一三极管V1的发射极与第一调整电阻R4一端连接；所述第二三极管V3的基极与第二调整电阻R5一端连接，所述第二调整电阻55另一端、第一调整电阻R4另一端输入负电平信号或者高阻态IN；所述第二三极管V3的发射极输入负电源电压（-15V电平）；第三调整电阻R6一端并联接入所述第二调整电阻R5与所述第二三极管V3的基极之间，所述第三调整电阻R6另一端与所述第二三极管V3的发射极连接；第一三极管V1发射极与二极管V2阴极连接，所述二极管V2阳极与所述第一三极管V1基极连接。
本实施例工作原理如下：
IN输入为负电平信号（-15V）时，第二三极管V3截止，第一三极管V1导通，OUT输出为低电平（0V）；IN为高阻态时，第二三极管V3因第三调整电阻R6的偏置而导通（调整R4、R5、R6的值使得V3处于饱和导通状态），通过R2、R3的分压使得V1截止（二极管V2用来箝位三极管V1基极的电压），OUT输出高电平（15V）。
如图5所示，本发明实施例二包括第一MOS管V1和第二MOS管V3；所述第一MOS管V1的门极接入第一分压电阻R2和第二分压电阻R3之间（第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串联成分压电路）；第一分压电阻R2一端输入正电源电压（15V电平），第二分压电阻R3一端与所述第二MOS管V3的漏极连接；所述第一MOS管V1的漏极通过上拉电阻R1输入所述正电源电压（15V电平），且所述第一MOS管V1的漏极输出正电平信号OUT；所述第一MOS管V1的源极接地GND（0V）；所述第一MOS管V1的源极与第一调整电阻R4一端连接；所述第二MOS管V3的门极与第一调整电阻R4另一端连接；所述第二MOS管V3的门极输入负电平信号或者高阻态IN；所述第二MOS管V3的源极输入负电源电压（-15V电平）；第二调整电阻R5一端并联接入所述第一调整电阻R4与所述第二MOS管V3的门极之间，所述第二调整电阻R5另一端与所述第二MOS管V3的源极连接。
本实施例工作原理如下：
IN输入为负电平信号（-15V）时，第二MOS管V3截止，第一MOS管V1导通，OUT输出为低电平（0V）；IN为高阻态时，第二MOS管V3因第二调整电阻R5的偏置而导通（调整R4、R5的值使得V3处于饱和导通状态），通过R2、R3的分压使得V1截止，OUT输出高电平（15V）。
如图6所示，本发明实施例三包括第一MOS管V1和第二MOS管V3；所述第一MOS管V1的门极接入第一分压电阻R2和第二分压电阻R3之间（第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串联成分压电路）；第一分压电阻R2一端输入正电源电压（15V电平），第二分压电阻R3一端与所述第二MOS管V3的漏极连接；所述第一MOS管V1的漏极通过上拉电阻R1输入所述正电源电压（15V电平），且所述第一MOS管V1的漏极输出正电平信号OUT；所述第一MOS管V1的源极接地GND（0V）；所述第一MOS管V1的源极与二极管V2一端连接；所述第二MOS管V3的门极与二极管V2另一端连接；所述第二MOS管V3的门极输入负电平信号或者高阻态IN；所述第二MOS管V3的源极输入负电源电压（-15V电平）；调整电阻R5一端并联接入所述二极管V2与所述第二MOS管V3的门极之间，所述调整电阻R5另一端与所述第二MOS管V3的源极连接。
本实施例工作原理如下：
IN输入为负电平信号（-15V）时，第二MOS管V3截止，第一MOS管V1导通，OUT输出为低电平（0V）；IN为高阻态时，二极管V2导通，第二MOS管因R5的偏置而导通，通过R2、R3的分压使得V1截止，OUT输出高电平（15V）。
图4所示电路可应用到负电源模块的监控场合。负电源模块正常时输出高阻态的信号给图4所示电路的R4与R5的连接点，经图4所示电路将电平变换后，由V1的集电极输出正电平信号给控制系统，表明负电源模块正常；当负电源模块异常时，输出负电平信号给图4所示电路的R4与R5的连接点，经图4所示电路将电平变换后，由V1的集电极输出GND信号（0电位）给控制系统，表明负电源模块异常，从而实现对电源模块的监控。

Claims (6)

1.一种电平转换电路，其特征在于，包括第一晶体管和第二晶体管；所述第一晶体管的第一极与分压电路中点连接；所述分压电路一端输入正电源电压，所述分压电路另一端与所述第二晶体管的第二极连接；所述第一晶体管的第二极通过上拉电阻输入所述正电源电压，且所述第一晶体管的第二极输出正电平信号；所述第一晶体管的第三极接地；所述第一晶体管的第三极与调整支路一端连接；所述第二晶体管的第一极、调整支路另一端输入负电平信号或者高阻态；所述第二晶体管的第三极输入负电源电压；第三调整电阻一端与所述第二晶体管的第一极连接，所述第三调整电阻另一端与所述第二晶体管的第三极连接。
2.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联；所述第一晶体管的第一极连接在所述第一分压电阻和第二分压电阻的连接点上。
3.根据权利要求1或2所述的电平转换电路，其特征在于，所述第一晶体管第三极与二极管阴极连接，所述二极管阳极与所述第一晶体管第一极连接。
4.根据权利要求3所述的电平转换电路，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管为三极管或MOS管。
5.根据权利要求3所述的电平转换电路，其特征在于，所述调整支路包括第一调整电阻或调整二极管。
6.根据权利要求5所述的电平转换电路，其特征在于，所述第二晶体管的第一极与第二调整电阻一端连接，所述第二调整电阻另一端输入负电平信号或者高阻态；所述第三调整电阻一端连接在所述第二调整电路与所述第二晶体管的第一极连接点上。
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