CN108134518A - 一种电压转换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明属于通信技术领域，提供了一种电压转换电路，该电路包括高电压模块、低电压模块和电平转换模块，所述高电压模块与所述低电压模块分别与所述电平转换模块电性连接，所述高电压模块和低电压模块均用于数据的接收或发送，所述电平转换模块用于实现高电压模块和低电压模块之间的电压转换；本发明采用电平转换模块实现将低电压数据转换成高电压数据或将高电压数据转换成低电压数据，使得不同电压的器件之间也可以正常通信，该电路转换模块采用市面常见的三极管与电阻组成，取材方便，大大降低了通信成本，且实用性高。

Description

一种电压转换电路
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种电压转换电路。
背景技术
随着器件的种越来越多，器件的使用电压越来越低，在这样一个高速发展的时代，很多器件更新速度不同步，不同电压的器件直接通信会导致低电压器件烧毁或损坏，或者不能正常通信，通常采用专用芯片来进行转换完成不同电压模块间的通信，但采用专用芯片的价格过高、体积较大，增加了通信成本。
发明内容
为了克服现有的相关产品的所有不足，本发明提供一种电压转换电路，通过电压转换，使得不同电压的器件能够正常通信。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电压转换电路，该电路包括高电压模块、低电压模块和电平转换模块，所述高电压模块与所述低电压模块分别与所述电平转换模块电性连接，所述高电压模块和低电压模块均用于数据的接收或发送，所述电平转换模块用于实现高电压模块和低电压模块之间的电压转换。
作为本发明的进一步改进，所述电平转换模块包括三极管、第一电阻、第二电阻、上拉电阻、低电压连接端、高电压连接端、低电压电源和高电压电源；所述第一电阻的一端与三极管的基极连接，另一端与所述低电压电源连接；所述第二电阻的一端与三极管的发射极和低电压连接端连接，另一端与所述低电压电源连接；所述上拉电阻的一端与三极管的集电极和高电压连接端连接，另一端与所述高电压电源连接。
作为本发明的进一步改进，所述低电压连接端为所述低电压模块与电平转换模块的连接端口，所述高电压连接端为所述高电压模块与电平转换模块的连接端口。
作为本发明的进一步改进，所述第一电阻和第二电阻分别与三极管的基极和发射极连接，分别用于保护三极管的发射极和基极；所述上拉电阻与三极管的集电极连接，用于在三极管的集电极开路时给所述高电压连接端输出电压。
作为本发明的进一步改进，所述三极管的集电极与高电压连接端连接，所述三极管的发射极与低电压连接端连接，所述三极管用于开关控制电路中的电压流动。
作为本发明的进一步改进，当电平转换模块接收到高电平数据时，进行电压转换，将转换后的电压以高电平信号输出；
当电平转换模块接收到低电平数据时，不进行电压转换，直接将所述低电平数据输出。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
本发明采用电平转换模块实现将低电压数据转换成高电压数据或将高电压数据转换成低电压数据，使得不同电压的器件之间正常通信，该电路转换模块采用市面常见的三极管与电阻组成，取材方便，大大降低了通信成本，且实用性高。
附图说明
图1为本发明实施例所述的电压转换电路的原理示意图；
图2为本发明实施例所述的电平转换模块的电路连接参考示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参阅图1所示，为本发明实施例的电压转换电路的原理示意图，该双向通信的结构包括高电压模块A、低电压模块B和电平转换模块T，所述高电压模块A接入+5V直流电压，所述低电压模块B接入+3.3V直流电压，所述高电压模块A与所述低电压模块B分别通过信号线与所述电平转换模块T电性连接；所述高电压模块A和低电压模块B均可以实现数据的接收或发送，所述电平转换模块T用于将输入的电压进行转换并将转换后的电压输出；所述信号线为双向信号线，包括SDA数据线和SCL时钟线，所述SDA数据线用于双向传输数据，所述SCL时钟线用于监控数据传输的周期。
参阅图2所示，为本发明实施例所述的电平转换模块的电路连接参考示意图，所述电平转换模块T包括NPN三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、上拉电阻R3、低电压连接端L、高电压连接端H、低电压电源B1和高电压电源A1；所述第一电阻R1的一端与三极管Q1的基极连接，另一端与所述低电压电源B1连接；所述第二电阻R2的一端与三极管Q1的发射极和低电压连接端L连接，另一端与所述低电压电源B1连接；所述上拉电阻R3的一端与三极管Q1的集电极和高电压连接端H连接，另一端与所述高电压电源A1连接；所述低电压连接端L为低电压模块B与电平转换模块T的连接端口，低电压模块B发送的数据通过低电压连接端L传向电平转换模块T；所述高电压连接端H为高电压模块A与电平转换模块T的连接端口，高电压模块A发送的数据通过高电压连接端H传向电平转换模块T。
在本发明实施例中，所述低电压电源B1用于提供电压给三极管Q1的基极和发射极，使三极管Q1的基极和发射极处于正常的工作状态，所述高电压电源A1用于提供电压给所述电压连接端H；所述低电压电源B1的电压为+3.3V，所述高电压电源A1的电压为+5V。
所述第一电阻R1和第二电阻R2分别与三极管Q1的基极和发射极连接，并且分别用于保护三极管Q1的基极和发射极，在低电压连接端L的输入呈高阻态时使三极管Q1截止；所述上拉电阻R3与三极管Q1的集电极连接，用于在三极管Q1的集电极开路时给所述高电压连接端H输出电压。
所述三极管Q1在电路中起到开关控制的作用，由于所述高电压连接端H连接在三极管Q1的集电极，所述低电压连接端L连接在三极管Q1的发射极，根据NPN三极管Q1的导通特性，当三极管Q1的集电极接收到高电压连接端H的高电平数据时，所述三极管Q1工作在基极稳压状态，此时三极管Q1的集电极和发射极的电压不发生变化；当三极管Q1的集电极接收到高电压连接端H的低电平数据时，所述三极管Q1工作在饱和区，处于导通状态；当三极管Q1的发射极接收到低电压连接端L的高电平数据时，所述三极管Q1工作在截止区，处于反向截止状态，此时三极管Q1的集电极的输出端电压通过所述上拉电阻R3的电压大小获得；当三极管Q1的发射极接收到低电压连接端L的低电平数据时，所述三极管Q1正常导通，此时三极管Q1的集电极与发射极的电压相同。
本发明所述的一种电压转换电路，不同电压模块之间通信的数据都是通过高低电平进行传输，即高电压模块A可以向低电压模块B发送高电平数据和低电平数据，低电压模块B可以向高电压模块A发送高电平数据和低电平数据，在通信过程中具体有以下几种情况：
当电平转换模块T接收到来自发送端的高电平数据时，进行电压转换，将转换后的电压以高电平信号发送给接收端；
在本发明实施例中，当电平转换模块T接收到高电压模块A发送的5V的高电平数据时，所述高电压模块A发送的高电平数据经三极管Q1的集电极传输到发射极，此时三极管Q1处于基极稳压状态，且集电极和发射极的电压不发生变化，即发射极输出的电压仍然为高电平3.3V，而所述低电压模块B连接在三极管Q1的发射极，即所述低电压模块B接收到的电压为高电平3.3V数据；所述电平转换模块T将接收到的5V的高电平数据转换为3.3V的高电平电压发送给低电压模块B，使接收端的低电压模块B接收到高电平3.3V数据，可保护所述低电压模块B不会因为过高的电压的影响而损坏。
在本发明实施例中，当电平转换模块T接收到低电压模块B发送的3.3V的高电平数据时，所述低电压模块B发送的高电平数据经三极管Q1的发射极传输到集电极，此时三极管Q1处于截止状态，且集电极一端连接有上拉电阻R3，所述上拉电阻R3连接着+5V电源，所述三极管Q1的集电极通过对上拉电阻R3的取样得到5V的高电平电压，即所述高电压模块A接收到的电压为高电平5V数据；所述电平转换模块T将接收到的3.3V的高电平数据转换为5V的高电平电压发送给高电压模块A，使接收端的高电压模块A接收到5V的高电平数据，保证了所述高电压模块A能够正常工作。
当电平转换模块T接收到来自发送端的低电平数据时，不进行电压转换，直接将该低电平数据传输给接收端。
在本发明实施例中，当电平转换模块T接收到高电压模块A发送的0V的低电平数据时，所述高电压模块A发送的低电平数据经三极管Q1的集电极传输到发射极，此时三极管Q1工作在饱和区，处于导通状态，因此三极管Q1的发射极变成0V的低电平电压，即所述低电压模块B接收到的电压为低电平0V；所述电平转换模块T接收到0V的低电平数据，不进行电压转换，直接发送给低电压模块B，使接收端的低电压模块B接收到0V的低电平数据，在此过程中，所述电平转换模块T中的三极管Q1工作在饱和区，降低了集电极与发射极之间的压降，可理想为开关闭合，使两个电压模块之间的数据传输更完整。
在本发明实施例中，当电平转换模块T接收到低电压模块B发送的0V的低电平数据时，所述低电压模块B发送的低电平数据经三极管Q1的发射极传输到集电极，此时三极管Q1处于导通状态，集电极与发射极电压相同，三极管Q1的集电极变成0V低电平电压，即所述高电压模块A接收到的电压为低电平0V；所述电平转换模块T接收到0V的低电平数据，不进行电压转换，直接发送给高电压模块A，使接收端的高电压模块A接收到0V的低电平数据，保证了所述低电压模块B与高电压模块A之间能够正常通信。
所述电压转换电路，通过采用电平转换模块T实现不同电压数据的转换，使得不同电压的器件之间也可以正常通信，该电路转换模块T采用市面常见的三极管与电阻组成，取材方便，实用性高，且该电压转换电路简化了结构，体积减小，大大降低了通信成本。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电压转换电路，其特征在于，包括：高电压模块、低电压模块和电平转换模块，所述高电压模块与所述低电压模块分别与所述电平转换模块电性连接，所述高电压模块和低电压模块均用于数据的接收或发送，所述电平转换模块用于实现高电压模块和低电压模块之间的电压转换。
2.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于：所述电平转换模块包括三极管、第一电阻、第二电阻、上拉电阻、低电压连接端、高电压连接端、低电压电源和高电压电源；所述第一电阻的一端与三极管的基极连接，另一端与所述低电压电源连接；所述第二电阻的一端与三极管的发射极和低电压连接端连接，另一端与所述低电压电源连接；所述上拉电阻的一端与三极管的集电极和高电压连接端连接，另一端与所述高电压电源连接。
3.根据权利要求2所述的电压转换电路，其特征在于：所述低电压连接端为所述低电压模块与电平转换模块的连接端口，所述高电压连接端为所述高电压模块与电平转换模块的连接端口。
4.根据权利要求2所述的电压转换电路，其特征在于：所述第一电阻和第二电阻分别与三极管的基极和发射极连接，分别用于保护三极管的发射极和基极；所述上拉电阻与三极管的集电极连接，用于在三极管的集电极开路时给所述高电压连接端输出电压。
5.根据权利要求2所述的电压转换电路，其特征在于：所述三极管的集电极与高电压连接端连接，所述三极管的发射极与低电压连接端连接，所述三极管用于开关控制电路中的电压流动。
6.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于：
当电平转换模块接收到高电平数据时，进行电压转换，将转换后的电压以高电平信号输出；
当电平转换模块接收到低电平数据时，不进行电压转换，直接将所述低电平数据输出。
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