CN111224659A - 电平转换电路和家电设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电平转换电路和家电设备，该电平转换电路包括：第一转换模块，第二转换模块，并适于接收第二电源域的第二数字信号，所述第二转换模块的输出端与所述第一转换模块的输入端连接；所述第一转换模块用于根据所述第二数字信号、所述第二转换模块的输出信号进行电平转换，以将所述第一数字信号转换为所述第二数字信号，以及，所述第二转换模块用于根据所述第一数字信号、所述第一转换信号进行电平转换，以将所述第二数字信号转换为所述第一数字信号。本发明的电平转换电路通过第一转换模块和第二转换模块，对第一数字信号和第二数字信号进行传输转换，实现不同电平之间的双向转换。

Description

电平转换电路和家电设备

技术领域

本发明涉及变频技术领域，尤其是涉及一种电平转换电路和家电设备。

背景技术

在信息时代要求速度与可靠性更高的今天，智能化的高效和稳定显得更加重要，同一产品需要兼容不同类型的芯片成为一种发展趋势，不同的MCU(MicrocontrollerUnit,微控制单元)的I/O电平会由于制造厂商或者为满足不同的芯片选型存在差异，而芯片之间也会出现不兼容问题，使电子产品出现极大的缺陷，因此，在利用时，需要进行相应的电平转换以使输入和输出之间的电平进行双向匹配，才能保证正常通讯，进而满足不同芯片端口双向传输的需求。

但是，很多情况下3.3V供电芯片无法耐受5V电平，或者3.3V输出无法被5V供电芯片识别，将会影响双向传输的可靠性，难以保障正常通讯。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电平转换电路，该电平转换电路可以实现不同电压域的数字信号的双向传输。

本发明的第二个目的在于提出一种家电设备。

为了达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种电平转换电路，包括第一转换模块，所述第一转换模块的输入端适于接收第一电源域的第一数字信号；第二转换模块，所述第二转换模块的输入端与所述第一转换模块的输出端连接，并适于接收第二电源域的第二数字信号，所述第二转换模块的输出端与所述第一转换模块的输入端连接；所述第一转换模块用于根据所述第二数字信号、所述第二转换模块的输出信号进行电平转换，以将所述第一数字信号转换为所述第二数字信号，以及，所述第二转换模块用于根据所述第一数字信号、所述第一转换信号进行电平转换，以将所述第二数字信号转换为所述第一数字信号。

根据本发明实施例的电平转换电路，通过设置第一转换模块和第二转换模块，接收不同控制端口的不同电平信号，第一转换模块可以将第一数字信号转换为第二数字信号，以及通过第二转换模块根据第一数字信号和第一电平转换信号可以将第二数字信号转换为第一数字信号，能够使得不同控制端口的逻辑电平信号的相互转换，实现不同控制端数据的双向传输，满足双向通信的需求，提高不同控制端数据传输的兼容性。

在一些实施例中，所述第一转换模块包括：第一输入单元，与所述第二转换模块的输出端连接，用于接收所述第一电源域的第一数字信号，并输出第一检测信号；第一开关管单元，分别与所述第一输入单元的输出端、所述第二转换模块的输入端连接，用于根据所述第一检测信号导通或关断，以及根据所述第二数字信号、所述第二转换模块的输出信号进行电平转换，完成第一数字信号的电平转换。

在一些实施例中，所述第一输入单元包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二转换模块的输出端连接，并用于接收所述第一电源域的第一数字信号；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端之间具有第一节点，所述第二电阻的第二端与所述第一电源域的电源连接，所述第一节点适于输出所述第一检测信号。

在一些实施例中，所述第一开关管单元包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二转换模块的输出端连接，所述第一开关管的控制端与所述第一节点连接；第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二电源域的电源连接，所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的第二端之间具有第二节点；第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第二节点连接，所述第四电阻的第二端与所述第二转换模块的输入端连接。

在一些实施例中，所述第二转换模块包括：第二输入单元，与所述第一转换模块的输出端连接，用于接收所述第二电源域的第二数字信号，并输出第二检测信号；第二开关管单元，分别与所述第二输入单元的输出端、所述第一电阻的第一端、所述第一开关管的第一端连接，用于根据所述第二检测信号导通或关断，以及根据所述第一数字信号、所述第一转换模块的输出信号进行电平转换。

在一些实施例中，所述第二输入单元包括：第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接，并用于接收所述第二电压域的第二数字信号；第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端连接，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端之间具有第四节点，所述第六电阻的第二端与所述第二电源域的电源连接。

在一些实施例中，所述第二开关管单元包括：第二开关管，所述第二开关管的控制端与所述第四节点连接，所述第二开关管的第一端与所述第五电阻的第一端、所述第四电阻的第二端连接；第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一电源域的电源连接；第八电阻，所述第八电阻的第一端分别与所述第七电阻的第一端、所述第二开关管的第二端连接，所述第八电阻的第二端分别与所述第一电阻的第一端、所述第一开关管的第一端连接。

在一些实施例中，所述第一电源域的电源电压低于所述第二电源域的电源电压，实现高电压与低电压之间的相互转换。

为了达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的一种家电设备，包括第一控制单元、第二控制单元和上面实施例提到的电平转换电路，其中，第一控制单元输出第一电源域的第一数字信号；第二控制单元输出第二电源域的第二数字信号；以及上面实施例提到的电平转换电路，分别与所述第一控制单元、所述第二控制单元连接，用于第一数字信号与所述第二数字信号的双向转换。

根据本发明实施例的家电设备，通过第一控制单元、第二控制单元以及所述电平转换电路，实现第一数字信号与第二数字信号的双向转换，可以满足不同控制单元间双向通信的需求，提高通信稳定性。

在一些实施例中，所述第一电源域的电源电压为3.3V，所述第二电源域的电源电压为5V，可实现3.3V到5V之间的双向转换。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电平转换电路的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的家电设备的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1描述根据本发明实施例的电平转换电路,如图1所示，本发明实施例的电平转换电路10包括第一转换模块110和第二转换模块120。

其中，第一转换模块110的输入端适于接收第一电源域VCC1的第一数字信号；第二转换模块120的输入端与第一转换模块110的输出端连接，并适于接收第二电源域VCC2的第二数字信号，第二转换模块120的输出端与第一转换模块110的输入端连接；第一转换模块110用于根据第二数字信号、第二转换模块120的输出信号进行电平转换，以将第一数字信号转换为第二数字信号，以及，第二转换模块120用于根据第一数字信号、第一转换信号进行电平转换，以将第二数字信号转换为第一数字信号。

具体地，当第一转换模块110接收到第一电源阈VCC1的第一数字信号，即与第一电源阈VCC1相连的第一控制单元210的控制端口I/O口60输出第一数字信号。例如输出逻辑“1”信号时，C点的处于高电平VCC1状态。由于端口70与控制端口60连接，因此A点也处于高电平VCC1状态，V1不导通，其中，V1可以为N型的MOS管，则E点接电源VCC2,因此E点为高电平VCC2的状态。与第二电源阈VCC2相连的第二控制单元220的信号控制端口90输出第二数字信号，例如输出逻辑“1”信号，即D点处于高电平VCC2状态。B点电位的电平关系为B＝E·D＝A·D,且由于D点、A点和E点为高电平，因此B点处于VCC2高电平，由于B电与D点连接，此时第二控制单元220获得逻辑“1”信号，即完成第一控制单元210向第二控制单元220传输逻辑“1”信号。

当第二转换模块120接收到第二电源阈VCC2的第二数字信号，即与第二电源阈VCC2相连的第二控制单元220的信号控制端口90输出第二数字信号，例如输出逻辑“1”信号时，D点处于高电平VCC2状态，由于B点D点相连，此时B点处于高电平VCC2状态，V2不导通，且V2可以为N型的MOS管，F点输出高电平VCC1。第一控制单元210控制端60输出第一数字信号，例如输出逻辑“1”信号，即C点处于高电平VCC1状态。此时，A点电位的电平关系为A＝F·C＝B·C,由于F点、B点和C点处于高电平状态，则A点处于高电平VCC1状态，由于A电与C点相连，此时，第一控制单元210获得逻辑“1”信号，完成第二控制单元220向第一控制单元210传输逻辑“1”信号。由该过程可知，通过第一转换模块210和第二转换模块220分别对第二控制单元220和第一控制单元210输出的数字信号进行转换，实现了第一控制单元210和第二控制单元220之间的逻辑“1”的双向电平转换，其中，第一控制单元210可以为1号芯片，第二控制单元可以为2号芯片。

根据本发明实施例的电平转换电路10，设置第一转换模块110和第二转换模块120，接收不同控制端口的不同电平信号，第一转换模块110可以将第一数字信号转换为第二数字信号，以及通过第二转换模块120根据第一数字信号和第一电平转换信号可以将第二数字信号转换为第一数字信号，能够使得不同控制端口的逻辑电平信号的相互转换，实现不同控制端数据的双向传输，满足双向通信的需求，提高不同控制端数据传输的兼容性。

在一些实施例中，第一转换模块110包括：第一输入单元130，第一输入单元130与第二转换模块120的输出端连接，用于接收第一电源域VCC1的第一数字信号，并输出第一检测信号；第一开关管单元140，第一开关管单元140分别与第一输入单元的130输出端、第二转换模块120的输入端连接，用于根据第一检测信号导通或关断，以及根据第二数字信号、第二转换模块120的输出信号进行电平转换。

具体地，第一控制单元210控制端口60输出第一数字信号，第一输入单元130接收到该第一数字信号，例如控制端口60输出逻辑“1”信号，第一输入单元130接收到逻辑“1”信号，C点处于高电平VCC1时，第一输入单元130点输出第一检测信号，例如输出高电平信号VCC1，第一开关管单元140接收到该高电平信号VCC1，第一开关管单元140关断，例如V1关断，此时E点处于高电平VCC2状态。

第二控制单元220输出第二数字信号，例如控制端口90输出逻辑“0”信号，此时，D点处于低电平状态，由于B点电位的电平关系B＝E·D＝A·D，由于E点为VCC2的高电平状态，D点为低电平状态，A点为高电平状态，依据电平关系，可知B点处于低电平状态，V2导通，则F点为低电平状态，此时，A点电位的电平关系为A＝C·F＝C·B,由于F点、B点处于低电平状态，则得到A点的电平为低电平，此时，第二控制单元220输出逻辑“0”信号经过第二转换模块120使得第一控制单元210接收到逻辑“0”信号，此时，第二控制单元220读取到自身的逻辑“0”信号，无法读取第一控制单元210输出的逻辑信号，实现了第二控制单元220向第一控制单元210输出逻辑“0”的目的。

在一些实施例中，第一输入单元130包括：第一电阻R1，第一电阻R1的第一端与第二转换模块120的输出端连接，并用于接收第一电源域VCC1的第一数字信号；第二电阻R2，第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端之间具有第一节点，第二电阻R2的第二端与第一电源域VCC1的电源连接，第一节点适于输出第一检测信号。

具体地，第一控制单元210的控制端口60输出逻辑“1”信号，此时A点处于高电平状态VCC1状态，第一电阻R1接收第一数字信号，例如接收该逻辑“1”信号，并输出该逻辑“1”信号至第一电阻R1与第二电阻R2之间的第一节点处，此时，第一电阻R1的另一端与V1的栅极连接，第一节点输出该检测信号，即逻辑“1”信号，用于作为第一开关单元140的输入信号。

进一步的，在一些实施例中，第一开关管单元140包括：第一开关管V1，第一开关管V1的第一端分别与第一电阻R1的第一端、第二转换模块120的输出端连接，第一开关管V1的控制端与第一节点连接；第三电阻R3，第三电阻R3的第一端与第一开关管V1的第二端连接，第三电阻R3的第二端与第二电源域VCC2的电源连接，第三电阻R3的第一端与第一开关管V1的第二端之间具有第二节点；第四电阻R4，第四电阻R4的第一端与第二节点连接，第四电阻R4的第二端与第二转换模块120的输入端连接。

具体地，第一开关管V1接收到第一节点输出的第一检测信号，例如接收逻辑“1”信号，则开关管V1断开，第三电阻R3处于高电平VCC2。通过第四电阻R4传输该逻辑“1”信号，即E点的电平信号。

在一些实施例中，第二转换模块120包括：第二输入单元150，第二输入单元150与第一转换模块110的输出端连接，用于接收第二电源域的第二数字信号，并输出第二检测信号；第二开关管单元160，第二开关管单元160分别与第二输入单元的输出端、第一电阻RI的第一端、第一开关管V1的第一端连接，用于根据第二检测信号导通或关断，以及根据第一数字信号、第一转换模块110的输出信号进行电平转换。

具体地，第一控制单元210控制端口60输出第一数字信号，例如第一控制单元210的信号控制端口60输出逻辑“0”信号，第一输入单元130接收到该逻辑“0”信号，C点处于低电平状态，由于C点与A点相连，A点处于低电平状态，第一开关管单元140接收到该低电平信息，第一开关管单元140闭合，例如V1导通，E点处于低电平状态。

第二控制单元220输出第二数字信号，即第二控制单元220控制端口输出逻辑“1”信号，此时D点处于高电平VCC2状态，第二输入单元150接收该逻辑“1”信号，此时，B点电位的电平关系为B＝E·D＝A·D，由于A点和E电处于低电平状态，由电位关系可知B点也处于低电平状态，第二输入单元150输出第二检测信号，使得第二开关单元160接受到该检测信号后处于导通状态，此时F点为低电平，由于B点与D点相连，此时第二控制单元220接收到了接收到了第一控制单元210输出逻辑“0”信号，实现了第一控制单元210向第二控制单元220输出逻辑“0”信号的目的。

在一些实施例中，第二输入单元150包括：第五电阻R5，第五电阻R5的第一端与第四电阻R4的第二端连接，并用于接收第二电压域VCC2的第二数字信号；第六电阻R6，第六电阻R6的第一端与第五电阻R5的第二端连接，第六电阻R6的第一端与第五电阻R5的第二端之间具有第四节点，第六电阻R6的第二端与第二电源域VCC2的电源连接。

具体地，第二控制单元220接收到控制端口90输出的第二数字信号，例如逻辑“1”信号，D点处于高点平VCC2状态，B点电位的电平关系为B＝E·D＝A·D，由于E电处于低电平，由电平关系可知B点也为低电平，第五电阻R5接收到第二控制单元输出的第二数字信号，即B点输出的低电平信号，并输出该逻辑“0”信号至第四节点处。

进一步地，在一些实施例中，第二开关管单元160包括：第二开关管V2，第二开关管V2的控制端与第四节点连接，第二开关管V2的第一端与第五电阻R5的第一端、第四电阻R4的第二端连接；第七电阻R7，第七电阻R4的第一端与第二开关管V2的第二端连接，第七电阻R7的第二端与第一电源域VCC1的电源连接；第八电阻R8，第八电阻R8的第一端分别与第七电阻R7的第一端、第二开关管V2的第二端连接，第八电阻R8的第二端分别与第一电阻R1的第一端、第一开关管V1的第一端连接。

具体地，第二开关管单元160接收到第四节点的输出的逻辑“0”信号，第二开关管V2导通，此时F点处于低电平状态，此时，第二控制单元220接收到第一控制单元210输出的第一数字信号，换言之，1号芯片输出的逻辑“0”信号使2号芯片接收到该逻辑“0”信号，实现了第一控制单元210向第二控制单元220传输逻辑“0”的目的。

在一些实施例中，第一电源域VCC1的电源电压低于第二电源域VCC2的电源电压，为了实现两种电压之间的双向转换，例如第一电源阈VCC1的电压为3.3V，第二电源阈电压VCC2的电压为5V。

下面针对第一控制单元210和第二控制单元220的控制端口同时输出逻辑“0”信号的情况进行说明，当第一控制单元210的信号控制端口60输出第一数字信号，例如输出逻辑“0”信号，C点处于低电平状态，A点也处于低电平，此时第一输入单元130输出该低电平信号，第一开关管单元140接收到该低电平信号，使第一开关管V1导通，E点处于低电平状态。

第二控制单元220的信号控制端口90输出第二数字信号，例如逻辑“0”信号，即D点处于低电平状态。B点电位的电平关系为B＝E·D＝A·D，由于D电处于低电平，可知B点也为低电平状态，第二开关管V2处于导通，F为低电平。A点的电位关系为A＝C·B,由于B点为低电平，得出A也为低电平，此时第一控制单元210无法读取第二控制单元220的电平信号，第二控制单元220无法读取第一控制单元的电平信号，此时两个控制单元为双向传输停止阶段。

概括来说，根据本发明实施例的电平转换电路10，通过设置第一转换模块110和第二转换模块120，接收不同控制端口的不同电平信号，第一转换模块110可以将第一数字信号转换为第二数字信号，以及通过第二转换模块120根据第一数字信号和第一电平转换信号可以将第二数字信号转换为第一数字信号，能够使得不同控制端口的逻辑电平信号的相互转换，实现不同控制端数据的双向传输，满足双向通信的需求，提高不同控制端数据传输的兼容性。

下面参考附图描述本发明第二方面实施例的家电设备，如图2所示，本发明实施例的家电设备20包括第一控制单元210、第二控制单元220以及上面实施例提到的电平转换电路10，其中，第一控制单元210输出第一电源域的第一数字信号；第二控制单元220，输出第二电源域的第二数字信号；电平转换电路10分别与第一控制单元210、第二控制单元220连接，用于第一数字信号与第二数字信号的双向转换，该电平转换电路10的结构以及实现逻辑电平信号转换的过程可以参照上面实施例的说明。在实施例中，本发明实施例的家电设备20可以包括但不限于变频空调器、变频除湿机、变频窗机、变频移动空调等。

根据本发明实施例的家电设备20，通过第一控制单元210、第二控制单元220以及电平转换电路10，实现第一数字信号与第二数字信号的双向转换，可以满足不同控制单元间双向通信的需求，提高通信稳定性。

在一些实施例中，第一电源域的电源电压为3.3V，第二电源域的电源电压为5V，可以实现3.3V到5V和5V到3.3V的双向转换，以实现产品的智能化控制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电平转换电路，其特征在于，包括：

第一转换模块，所述第一转换模块的输入端适于接收第一电源域的第一数字信号；

第二转换模块，所述第二转换模块的输入端与所述第一转换模块的输出端连接，并适于接收第二电源域的第二数字信号，所述第二转换模块的输出端与所述第一转换模块的输入端连接；

所述第一转换模块用于根据所述第二数字信号、所述第二转换模块的输出信号进行电平转换，以将所述第一数字信号转换为所述第二数字信号，以及，所述第二转换模块用于根据所述第一数字信号、所述第一转换模块进行电平转换，以将所述第二数字信号转换为所述第一数字信号。

2.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述第一转换模块包括：

第一输入单元，与所述第二转换模块的输出端连接，用于接收所述第一电源域的第一数字信号，并输出第一检测信号；

第一开关管单元，分别与所述第一输入单元的输出端、所述第二转换模块的输入端连接，用于根据所述第一检测信号导通或关断，以及根据所述第二数字信号、所述第二转换模块的输出信号进行电平转换。

3.根据权利要求2所述的电平转换电路，其特征在于，所述第一输入单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二转换模块的输出端连接，并用于接收所述第一电源域的第一数字信号；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端之间具有第一节点，所述第二电阻的第二端与所述第一电源域的电源连接，所述第一节点适于输出所述第一检测信号。

4.根据权利要求2所述的电平转换电路，其特征在于，所述第一开关管单元包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二转换模块的输出端连接，所述第一开关管的控制端与所述第一节点连接；

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二电源域的电源连接，所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的第二端之间具有第二节点；

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第二节点连接，所述第四电阻的第二端与所述第二转换模块的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述第二转换模块包括：

第二输入单元，与所述第一转换模块的输出端连接，用于接收所述第二电源域的第二数字信号，并输出第二检测信号；

第二开关管单元，分别与所述第二输入单元的输出端、所述第一电阻的第一端、所述第一开关管的第一端连接，用于根据所述第二检测信号导通或关断，以及根据所述第一数字信号、所述第一转换模块的输出信号进行电平转换。

6.根据权利要求5所述的电平转换电路，其特征在于，所述第二输入单元包括：

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接，并用于接收所述第二电压域的第二数字信号；

第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端连接，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端之间具有第四节点，所述第六电阻的第二端与所述第二电源域的电源连接。

7.根据权利要求6所述的电平转换电路，其特征在于，所述第二开关管单元包括：

第二开关管，所述第二开关管的控制端与所述第四节点连接，所述第二开关管的第一端与所述第五电阻的第一端、所述第四电阻的第二端连接；

第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一电源域的电源连接；

第八电阻，所述第八电阻的第一端分别与所述第七电阻的第一端、所述第二开关管的第二端连接，所述第八电阻的第二端分别与所述第一电阻的第一端、所述第一开关管的第一端连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电平转换电路，其特征在于，所述第一电源域的电源电压低于所述第二电源域的电源电压。

9.一种家电设备，其特征在于，包括：

第一控制单元，输出第一电源域的第一数字信号；

第二控制单元，输出第二电源域的第二数字信号；以及

权利要求1-8任一项所述的电平转换电路，分别与所述第一控制单元、所述第二控制单元连接，用于第一数字信号与所述第二数字信号的双向转换。

10.根据权利要求9所述的家电设备，其特征在于，所述第一电源域的电源电压为3.3V，所述第二电源域的电源电压为5V。

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