CN107086861B - 一种电平转换双态输出驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种电平转换双态输出驱动电路，包括：集电极开路缓冲器U1A，场效应管Q1，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、低电平信号输出端口OUTPUT1、高电平信号输出端口OUTPUT2；所述集电极开路缓冲器U1A的输入引脚接外部输入的INPUT信号，集电极开路缓冲器U1A的输出引脚通过电阻R3后，连接低电平信号输出端口OUTPUT1；所述场效应管Q1的S端接外部电源，场效应管Q1的G端与分别与电阻R1和电阻R2的一端连接，所述场效应管Q1的D端与电阻R4一端连接；所述电阻R1另一端接所述外部电源，所述电阻R2另一端连接低电平信号输出端口OUTPUT1，所述电阻R4另一端连接高电平信号输出端口OUTPUT2。

Description

一种电平转换双态输出驱动电路
技术领域
本发明属于电路控制技术领域，涉及电平转换双态输出驱动电路。
背景技术
随着电路控制技术的不断发展，电平转换电路的应用也越来越多。由于目前在进行电路设计时，通常内部控制电路与外部驱动电路的电压不同，此时，内部控制电路与外部驱动电路之间无法进行协同工作，因此，需要通过电平转换电路将内部控制电路输入的信号进行电平转换后，才能使得内部控制电路与外部驱动电路的信号电平匹配，可见电平转换电路是内部控制电路与外部驱动电路能够进行协同工作的重要保障。
目前电平转换电路通常有两种，一种是基于比较器的电平转换电路，该电路可以将低电平转换为高，然而由于该电路驱动能力不足，需要增加驱动电路来进行协同工作，造成电路结构较为复杂；另一种为场发射平板显示高低压电平转换电路，该电路可以将内部逻辑低电平转换为外部高电压电平，但是该电路采用器件较多，电路结构也较为复杂。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种电平转换双态输出驱动电路，该电路所用元器件数量少，工作原理简单，具有电平转换功能，且同时输出高电平或低电平两种信号，在实现了电平转换功能的同时，解决了现有电路结构较为复杂的问题。
本发明的技术解决方案是：一种电平转换双态输出驱动电路，包括：集电极开路缓冲器U1A、场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、低电平信号输出端口OUTPUT1、高电平信号输出端口OUTPUT2；
所述集电极开路缓冲器U1A的输入引脚接外部输入的INPUT信号，集电极开路缓冲器U1A的输出引脚通过电阻R3后，连接低电平信号输出端口OUTPUT1，所述低电平信号输出端口OUTPUT1向外部输出低电平信号；
所述场效应管Q1的S端接外部电源，场效应管Q1的G端分别与电阻R1和电阻R2的一端连接，所述场效应管Q1的D端与电阻R4一端连接；
所述电阻R1另一端接所述外部电源，所述电阻R2另一端连接低电平信号输出端口OUTPUT1，所述电阻R4另一端连接高电平信号输出端口OUTPUT2，所述高电平信号输出端口OUTPUT2向外部输出高电平信号。
进一步地，所述电阻R1的阻值为所述电阻R2的阻值的2.5倍，所述电阻R1的阻值范围为5kΩ～30kΩ，电阻R2的阻值范围为2kΩ～12kΩ；
所述电阻R3、电阻R4的阻值范围为100Ω～300Ω。
进一步地，所述场效应管Q1为P沟道场效应管。
进一步地，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4采用可调电位器替代。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明的电路结构简单、成本低，电路由1个集电极开路缓冲器、1个场效应管及一些电阻组成，有效提升了空间利用率，本发明所使用的元器件均为常用器件，无需特制，有效节约了生产成本。
(2)本发明通过采用集电极开路缓冲器，实现了电平转换功能，同时可以支持的外部电源的电压范围宽，驱动电流大。
(3)本发明提供的电路具有高电平信号及低电平信号双接口，可以适用于不同的驱动电路，电路通用性强。
附图说明
图1为本发明的硬件电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的电路组成原理框图，首先对本发明的电路连接关系进行详细阐述：
所述电路包括：集电极开路缓冲器U1A、场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、低电平信号输出端口OUTPUT1、高电平信号输出端口OUTPUT2；所述集电极开路缓冲器U1A的输入引脚接外部输入的INPUT信号，集电极开路缓冲器U1A的输出引脚通过电阻R3后，连接低电平信号输出端口OUTPUT1；所述场效应管Q1的S端接外部电源，场效应管Q1的G端与分别与电阻R1和电阻R2的一端连接，所述场效应管Q1的D端与电阻R4一端连接；所述电阻R1另一端接所述外部电源，所述电阻R2另一端连接低电平信号输出端口OUTPUT1，所述电阻R4另一端连接高电平信号输出端口OUTPUT2。
其中，所述电阻R1的阻值为所述电阻R2的阻值的2.5倍，所述电阻R1的阻值范围为5kΩ～30kΩ，电阻R2的阻值范围为2kΩ～12kΩ；
所述电阻R3、电阻R4的阻值范围为100Ω～300Ω。例如，电阻R1的阻值为25kΩ，电阻R2的阻值为10kΩ。优选地，电阻R1的阻值为12kΩ，电阻R2的阻值为5kΩ，电阻R3、电阻R4的阻值为100Ω。所述场效应管Q1为P沟道场效应管。所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4采用可调电位器替代。
本发明电路中每一个器件的功能为：所述集电极开路缓冲器U1A，根据TTL电平的INPUT信号进行通断操作，进而控制在外部电源电压范围+5V～+25V下的场效应管Q1通断；低电平信号输出端口OUTPUT1输出低电平信号；高电平信号输出端口OUTPUT2输出高电平信号；电阻R1、电阻R2用于分压控制场效应管Q1，电阻R3、电阻R4用于进行电路限流。
下面对本发明提供的电路的工作过程进行详细阐述：
a.当INPUT信号输入时，集电极开路缓冲器U1A将信号反向输出到OUTPUT1，与电源正端形成低电平信号回路，驱动电流可达30mA；
b.当U1A导通时，经过电阻R1、R2、R3分压，场效应管Q1导通，OUTPUT2输出高电平信号，与电源地形成高电平信号回路，驱动电流可达500mA；
c.电阻R3、R4与外部电阻匹配，用于控制电路输出电流，且具有一定的防止静电作用。通过电阻R3、R4控制电路输出电流，可以避免输出电流较大，从而导致电路故障。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.一种电平转换双态输出驱动电路，其特征在于，包括：集电极开路缓冲器U1A、场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、低电平信号输出端口OUTPUT1、高电平信号输出端口OUTPUT2；
所述集电极开路缓冲器U1A的输入引脚接外部输入的INPUT信号，集电极开路缓冲器U1A的输出引脚通过电阻R3后，连接低电平信号输出端口OUTPUT1，所述低电平信号输出端口OUTPUT1向外部输出低电平信号；
所述场效应管Q1的S端接外部电源，场效应管Q1的G端分别与电阻R1和电阻R2的一端连接，所述场效应管Q1的D端与电阻R4一端连接；
所述电阻R1另一端接所述外部电源，所述电阻R2另一端连接低电平信号输出端口OUTPUT1，所述电阻R4另一端连接高电平信号输出端口OUTPUT2，所述高电平信号输出端口OUTPUT2向外部输出高电平信号；
所述电阻R1的阻值为所述电阻R2的阻值的2.5倍；
所述电阻R1的阻值范围为5kΩ～30kΩ，电阻R2的阻值范围为2kΩ～12kΩ；
所述电阻R3、电阻R4的阻值范围为100Ω～300Ω；
所述场效应管Q1为P沟道场效应管；
所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4采用可调电位器替代；
其中，集电极开路缓冲器U1A，根据TTL电平的INPUT信号进行通断操作，控制在外部电源电压范围+5V～+25V下的场效应管Q1通断；低电平信号输出端口OUTPUT1输出低电平信号；高电平信号输出端口OUTPUT2输出高电平信号；电阻R1、电阻R2用于分压控制场效应管Q1，电阻R3、电阻R4用于进行电路限流；
当INPUT信号输入时，集电极开路缓冲器U1A将信号反向输出到OUTPUT1，与电源正端形成低电平信号回路，驱动电流为30mA；
当U1A导通时，经过电阻R1、R2、R3分压，场效应管Q1导通，OUTPUT2输出高电平信号，与电源地形成高电平信号回路，驱动电流为500mA；
电阻R3、电阻R4与外部电阻匹配，用于控制电路输出电流，且具有一定的防止静电作用，通过电阻R3、R4控制电路输出电流以避免输出电流过大导致电路故障。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0785629A1 (en) * 1996-01-17 1997-07-23 Nec Corporation Level conversion circuit having differential circuit employing MOSFET
CN102957415A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 中兴通讯股份有限公司 一种电平转换的方法及系统
CN204886919U (zh) * 2015-08-21 2015-12-16 深圳市迅族科技有限公司 简易式逻辑电平转换电路结构

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