CN206619128U - 电压接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于通信电路领域，提供了电压接口电路。本实用新型中，电压接口电路连接在第一设备与第二设备之间，其包括至少一个电压接口模块，电压接口模块包括第一电压单元、接口单元以及第二电压单元。当第一电压单元接收到第一设备发出的低电平信号或高电平信号时，第二电压单元输出相应的满足第二设备电压等级的低电平信号或高电平信号。当第二电压单元接收到第二设备发出的低电平信号或高电平信号时，第一电压单元输出相应的满足第一设备电压等级的低电平信号或高电平信号。本实用新型通过在不同设备间设置电压接口电路以完成输入信号和输出信号间的电压转换，从而实现了兼容多种接口电压使多个不同电压设备之间能够通信。

Description

电压接口电路

技术领域

本实用新型属于通信电路技术领域，尤其涉及电压接口电路。

背景技术

随着芯片种类的增多，同一块电路板或者电路系统中往往需要用到多种电压电源，常见的如1.8V、3.3V、5V等。在应用中经常需要两个不同电压的芯片或者模块接口之间进行通讯，由于其电压不匹配，需要在两者之间设置电压接口电路来转换信号电压，常见的电压转换方式主要有采用电压转换芯片或用三极管驱动两种，但这两种方式只适用于其两端电压为确定值的情况，如3.3V转5V，或者1.8V转3.3V等。

另外在其他应用中，例如当设备接口对外连接的外部设备不止一种或者外部设备不确定时，假设设备内部接口的电压等级是1.8V的，其需要与同时兼容3.3V和5V两种电压等级的外设连接，或者与未知电压等级的外设连接，这种情况下，使用现有的两端电压确定的电压接口电路无法满足要求。

综上，现有的电压接口电路存在因不能兼容多种接口电压导致的多个不同电压设备之间无法通信的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供电压接口电路，旨在解决现有技术所存在的因不能兼容多种接口电压导致的多个不同电压设备之间无法通信的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电压接口电路，连接在第一设备与第二设 备之间，用于使所述第一设备与所述第二设备之间进行通信。所述电压接口电路包括至少一个电压接口模块，所述电压接口模块包括第一电压单元、接口单元以及第二电压单元。

所述第一电压单元的第一端与所述第一设备连接，所述第一电压单元的第二端接收第一直流电，所述第一电压单元的第三端与所述接口单元的第一端连接，所述接口单元的第二端与所述第二电压单元的第一端连接，所述第二电压单元的第二端接收第二直流电，所述第二电压单元的第三端与所述第二设备连接。

所述第一电压单元接收所述第一设备发送的第一信号，并根据所述第一信号使所述第二电压单元向所述第二设备发送相应的第二信号；当所述第一信号为低电平时，所述第一电压单元通过所述接口单元向所述第二电压单元输出第一低电平信号，使得所述第二电压单元向所述第二设备输出第二低电平信号；当所述第一信号为高电平时，所述第一电压单元在所述第一信号与所述第一直流电作用下无输出，使得所述第二电压单元向所述第二设备输出所述第二直流电。

或者，所述第二电压单元接收所述第二设备发送的第三信号，并根据所述第三信号使所述第一电压单元向所述第一设备发送相应的第四信号；当所述第三信号为低电平时，所述第二电压单元通过所述接口单元向所述第一电压单元输出第三低电平信号，使得所述第一电压单元向所述第一设备输出第四低电平信号；当所述第三信号为高电平时，所述第二电压单元通过所述接口单元向所述第一电压单元输出高电平信号，使得所述第一电压单元向所述第二设备输出所述第一直流电。

本实用新型通过在不同设备间设置电压接口电路以完成输入信号和输出 信号间的电压转换，从而实现了兼容多种接口电压使多个不同电压设备之间能够通信。在本实用新型中，电压接口电路连接在第一设备与第二设备之间，其包括至少一个电压接口模块，电压接口模块包括第一电压单元、接口单元以及第二电压单元。当第一电压单元接收到第一设备发出的低电平信号或高电平信号时，第二电压单元输出相应的满足第二设备电压等级的低电平信号或高电平信号。当第二电压单元接收到第二设备发出的低电平信号或高电平信号时，第一电压单元输出相应的满足第一设备电压等级的低电平信号或高电平信号。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的电压接口电路的模块结构示意图；

图2是本实用新型一实施例所提供的电压接口电路的模块结构示意图；

图3是本实用新型一实施例所提供的电压接口电路的模块结构示意图；

图4是本实用新型一实施例所提供的电压接口电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例通过在不同设备间设置电压接口电路以完成输入信号和输出信号间的电压转换，从而实现了兼容多种接口电压使多个不同电压设备之间能够通信。本实用新型实施例中，电压接口电路连接在第一设备与第二设备之间，其包括至少一个电压接口模块，电压接口模块包括第一电压单元、接口单元以及第二电压单元。当第一电压单元接收到第一设备发出的低电平信号 或高电平信号时，第二电压单元输出相应的满足第二设备电压等级的低电平信号或高电平信号。当第二电压单元接收到第二设备发出的低电平信号或高电平信号时，第一电压单元输出相应的满足第一设备电压等级的低电平信号或高电平信号。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的电压接口电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实用新型实施例所提供的电压接口电路100连接在第一设备200与第二设备300之间，用于使第一设备200与第二设备300之间进行通信。电压接口电路100包括至少一个电压接口模块。

进一步地，作为本实用新型一种可实施方式，如图2所示，以电压接口电路100包括一个电压接口模块110为例，电压接口模块110包括第一电压单元111、接口单元112以及第二电压单元113。

其中，第一电压单元111的第一端与第一设备200连接，第一电压单元111的第二端接收第一直流电V1，第一电压单元111的第三端与接口单元112的第一端连接，接口单元112的第二端与第二电压单元113的第一端连接，第二电压单元113的第二端接收第二直流电V2，第二电压单元113的第三端与第二设备300连接。

第一电压单元111接收第一设备200发送的第一信号，并根据第一信号使第二电压单元113向第二设备300发送相应的第二信号；具体的，当第一信号为低电平时，第一电压单元111通过接口单元112向第二电压单元113输出第一低电平信号，使得第二电压单元113向第二设备300输出第二低电平信号；当第一信号为高电平时，第一电压单元111在第一信号与第一直流电V1作用 下无输出，使得第二电压单元113向第二设备300输出第二直流电V2。

或者，第二电压单元113接收第二设备300发送的第三信号，并根据第三信号使第一电压单元111向第一设备200发送相应的第四信号；具体的，当第三信号为低电平时，第二电压单元113通过接口单元112向第一电压单元111输出第三低电平信号，使得第一电压单元111向第一设备200输出第四低电平信号；当第三信号为高电平时，第二电压单元113通过接口单元112向第一电压单元111输出高电平信号，使得第一电压单元111向第二设备300输出第一直流电V1。

在本实施例中，当第一电压单元111接收到第一设备200发出的低电平信号或高电平信号时，第二电压单元113输出相应的满足第二设备300电压等级的低电平信号或高电平信号。当第二电压单元113接收到第二设备300发出的低电平信号或高电平信号时，第一电压单元111输出相应的满足第一设备200电压等级的低电平信号或高电平信号。第一直流电V1的电压与第一设备200中的高电平的电压相同，第二直流电V2与的电压与第二设备300中的高电平的电压相同。例如，第一设备200是高电压为3.3V的数字设备，则第一直流电V1为3.3V。第二设备300是高电压为5V的数字设备，则第二直流电V2为5V。

进一步地，当电压接口电路100包括多个电压接口模块时，电压接口电路100中的多个接口单元组成一个连接器。

此连接器可以为通用的接口连接器，如插排、USD接口、串口或并口等。一个连接器中包括多个接口单元，每一个接口单元连接一路的第一电压单元和第二电压单元，则连接器可作为一个整体连接多路的第一电压单元和第二电压单元。

进一步地，连接器包括第一连接器和第二连接器，第一连接器连接第一电压单元，第二连接器连接第二电压单元。

第一连接器和第二连接器可以分别为一个连接器的公母两端。

进一步地，连接器为并行接口。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，第一电压单元111包括上拉子单元1111和开关子单元1112，开关子单元1112的第一端与上拉子单元1111的第一端共接形成第一电压单元111的第一端，开关子单元1112的受控端与上拉子单元1111的第二端共接形成第一电压单元111的第二端，开关子单元1112的第二端为第一电压单元111的第三端。

其中，第一电压单元111接收第一设备200发送的第一信号，并根据第一信号使第二电压单元113向第二设备300发送相应的第二信号。具体的，当开关子单元1112接收到的第一信号为低电平时，开关子单元1112根据第一信号与第一直流电V1进入导通状态，并通过接口单元112向第二电压单元113输出第一低电平信号，使得第二电压单元113向第二设备300输出第二低电平信号。当开关子单元1112接收到的第一信号为高电平时，开关子单元1112根据第一信号与第一直流电V1进入断开状态(即开关子单元1112的第一端和第二端之间为断开状态)，开关子单元1112的第二端无输出，使得第二电压单元113向第二设备300输出第二直流电V2。

或者，第二电压单元113接收第二设备300发送的第三信号，并根据第三信号使第一电压单元111向第一设备200发送相应的第四信号。具体的，当所述第三信号为低电平时，第二电压单元113通过接口单元112向开关子单元1112输出第三低电平信号，开关子单元1112根据第三低电平信号与第一直流电V1进入导通状态(即开关子单元1112的第一端和第二端之间为导通状态)， 并向第一设备200输出第四低电平信号。当所述第三信号为高电平时，第二电压单元113通过接口单元112向开关子单元1112输出高电平信号，开关子单元1112在上拉子单元1111与第一直流电V1作用下进入断开状态，并向第一设备200输出第一直流电V1。

进一步地，当电压接口电路100包括多个电压接口模块时，电压接口电路100中的多个接口单元组成一个连接器。

进一步地，连接器包括第一连接器和第二连接器，第一连接器连接第一电压单元，第二连接器连接第二电压单元。

进一步地，连接器为并行接口。

在本实施例中，开关子单元1112进入导通或断开状态由其输入信号、上拉子单元1111以及第一直流电V1多重控制，从而使其在不同工作状态下实现了输入一个电压等级的低电平信号或高电平信号，输出另一个不同电压等级的低电平信号或高电平信号。最终使电压接口电路实现了兼容多种接口电压使多个不同电压设备之间能够通信。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图4所示，开关子单元1112为带有寄生二极管Q2的MOS管Q1。

具体的，带有寄生二极管Q2的MOS管Q1的型号为FDV301N。

进一步地，MOS管Q1为NMOS管，NMOS管的源极和寄生二极管Q2的阳极共接形成开关子单元1112的第一端，NMOS管的漏极和寄生二极管Q2的阴极共接形成开关子单元1112的第二端，NMOS管的栅极为开关子单元1112的受控端。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图4所示，上拉子单元1111包括电阻R1，电阻R1的第一端为上拉子单元1111的第一端，电阻R1的第二 端为上拉子单元1111的第二端。

进一步地，第二电压单元113包括电阻R2，电阻R2的第一端与第二电压单元113的第一端和第二电压单元113的第三端作用相同，电阻R2的第二端为第二电压单元113的第二端。

在本实施例中，电阻R1和电阻R2的阻值都可以为10千欧。

进一步地，第一直流电V1的电压值小于或等于第二直流电V2的电压值。

进一步地，如图4所示，第一插排J1和第二插排J2组成接口单元112，第一插排J1的第一引脚为接口单元112的第一端，第二插排J2的第一引脚为接口单元112的第二端，使用时，第一插排J1的第一引脚和第二插排J2的第一引脚对应连接。第一插排J1和第二插排J2的其他引脚可连接其他多路的第一电压单元和第二电压单元。

如图4所示，以第一路电压接口模块110为例，进一步说明本实施例的工作原理。SIG1信号是第一设备200的信号，其电压满足第一设备200的电压等级，以高电平为3.3V为例。SIG2信号是第二设备300的信号，其电压满足第二设备300的电压等级，以高电平为5V为例。第一直流电V1为3.3V，第二直流电为5V。

第一插排J1和第二插排J2的引脚一一对应，在图4中只示例了一路电压接口模块110，第一插排J1和第二插排J2的其他引脚可连接相同电路，形成多路电压接口模块。

当信号流向是从左往右时，即第一设备200输出SIG1信号，第二设备300接收SIG2信号。若SIG1信号为低电平，NMOS管的栅源电压大于0V，NMOS管导通，则NMOS管的漏极输出为低电平，SIG2信号为低电平。若SIG1信号为高电平即3.3V，NMOS管的栅源电压等于0V，NMOS管不导通，寄生二 极管Q2也不导通，则NMOS管的漏极悬空，在电阻R2的上拉作用下，SIG2信号为第二直流电V2的电平，即5V。

当信号流向是从左往右时，即第二设备300输出SIG2信号，第一设备200接收SIG1信号。若SIG2信号为低电平，NMOS管的漏极为低电平，NMOS管不导通，但寄生二极管Q2导通将其阳极钳位到0.2V，也呈现为低电平，则SIG1信号为低电平。若SIG2信号为高电平即5V，NMOS管的漏极为高电平，NMOS管不导通，寄生二极管Q2也不导通，此时由于电阻R1的上拉作用使得NMOS管的源极为3.3V，则SIG1信号为3.3V。

以上工作原理说明以3.3V设备和5V设备通信为例，但本发明实施例可实现各种电压设备间通信，如1.8V等。只需将第一直流电V1和第二直流电V2的电压值设置为设备相应的高电压值即可。SIG1信号和SIG2信号不限定于固定的高或低电平，也同样适用于PWM等数字信号。

综上，本实用新型实施例通过在不同设备间设置电压接口电路以完成输入信号和输出信号间的电压转换，从而实现了兼容多种接口电压使多个不同电压设备之间能够通信。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.电压接口电路，连接在第一设备与第二设备之间，用于使所述第一设备与所述第二设备之间进行通信，其特征在于：所述电压接口电路包括至少一个电压接口模块，所述电压接口模块包括第一电压单元、接口单元以及第二电压单元；

所述第一电压单元的第一端与所述第一设备连接，所述第一电压单元的第二端接收第一直流电，所述第一电压单元的第三端与所述接口单元的第一端连接，所述接口单元的第二端与所述第二电压单元的第一端连接，所述第二电压单元的第二端接收第二直流电，所述第二电压单元的第三端与所述第二设备连接；

所述第一电压单元接收所述第一设备发送的第一信号，并根据所述第一信号使所述第二电压单元向所述第二设备发送相应的第二信号；当所述第一信号为低电平时，所述第一电压单元通过所述接口单元向所述第二电压单元输出第一低电平信号，使得所述第二电压单元向所述第二设备输出第二低电平信号；当所述第一信号为高电平时，所述第一电压单元在所述第一信号与所述第一直流电作用下无输出，使得所述第二电压单元向所述第二设备输出所述第二直流电；

或者，所述第二电压单元接收所述第二设备发送的第三信号，并根据所述第三信号使所述第一电压单元向所述第一设备发送相应的第四信号；当所述第三信号为低电平时，所述第二电压单元通过所述接口单元向所述第一电压单元输出第三低电平信号，使得所述第一电压单元向所述第一设备输出第四低电平信号；当所述第三信号为高电平时，所述第二电压单元通过所述接口单元向所述第一电压单元输出高电平信号，使得所述第一电压单元向所述第二设备输出所述第一直流电。

2.根据权利要求1所述的电压接口电路，其特征在于：

所述第一电压单元包括上拉子单元和开关子单元，所述开关子单元的第一端与所述上拉子单元的第一端共接形成所述第一电压单元的第一端，所述开关子单元的受控端与所述上拉子单元的第二端共接形成所述第一电压单元的第二端，所述开关子单元的第二端为所述第一电压单元的第三端；

所述第一电压单元接收所述第一设备发送的第一信号，并根据所述第一信号使所述第二电压单元向所述第二设备发送相应的第二信号；当所述开关子单元接收到的所述第一信号为低电平时，所述开关子单元根据所述第一信号与所述第一直流电进入导通状态，并通过所述接口单元向所述第二电压单元输出所述第一低电平信号，使得所述第二电压单元向所述第二设备输出所述第二低电平信号；当所述开关子单元接收到的所述第一信号为高电平时，所述开关子单元根据所述第一信号与所述第一直流电进入断开状态，所述开关子单元的第二端无输出，使得所述第二电压单元向所述第二设备输出所述第二直流电；

或者，所述第二电压单元接收所述第二设备发送的第三信号，并根据所述第三信号使所述第一电压单元向所述第一设备发送相应的第四信号；当所述第三信号为低电平时，所述第二电压单元通过所述接口单元向所述开关子单元输出所述第三低电平信号，所述开关子单元根据所述第三低电平信号与所述第一直流电进入导通状态，并向所述第一设备输出所述第四低电平信号；当所述第三信号为高电平时，所述第二电压单元通过所述接口单元向所述开关子单元输出所述高电平信号，所述开关子单元在所述上拉子单元与所述第一直流电作用下进入断开状态，并向所述第一设备输出所述第一直流电。

3.根据权利要求1或2所述的电压接口电路，其特征在于：当所述电压接口电路包括多个电压接口模块时，所述电压接口电路中的多个接口单元组成一个连接器。

4.根据权利要求3所述的电压接口电路，其特征在于：所述连接器包括第一连接器和第二连接器，所述第一连接器连接所述第一电压单元，所述第二连接器连接所述第二电压单元。

5.根据权利要求3所述的电压接口电路，其特征在于，所述连接器为并行接口。

6.根据权利要求2所述的电压接口电路，其特征在于，所述开关子单元为带有寄生二极管的MOS管。

7.根据权利要求6所述的电压接口电路，其特征在于，所述MOS管为NMOS管，所述NMOS管的源极和所述寄生二极管Q2的阳极共接形成所述开关子单元的第一端，所述NMOS管的漏极和所述寄生二极管Q2的阴极共接形成所述开关子单元的第二端，所述NMOS管的栅极为所述开关子单元的受控端。

8.根据权利要求6所述的电压接口电路，其特征在于，所述第一直流电的电压值小于或等于所述第二直流电的电压值。

9.根据权利要求2所述的电压接口电路，其特征在于，所述上拉子单元包括电阻R1，所述电阻R1的第一端为所述上拉子单元的第一端，所述电阻R1的第二端为所述上拉子单元的第二端。