一种简单实用的双向电平转换电路(非常实用!)3.3V--5V

zhangyang86 · 发表于 2011-7-7 01:55:48

当你使用3.3V的单片机的时候,电平转换就在所难免了,经常会遇到3.3转5V或者5V转3.3V的情况,这里介绍一个简单的电路,他可以实现两个电平的相互转换(注意是相互哦,双向的,不是单向的!).电路十分简单,仅由3个电阻加一个MOS管构成,电路图如下:

(原文件名:3.3-5V转换.jpg)

上图中,S1，S2为两个信号端,VCC_S1和VCC_S2为这两个信号的高电平电压.另外限制条件为:
1，VCC_S1<=VCC_S2.
2，S1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定).
3，Vgs<=VCC_S1.
4，Vds<=VCC_S2
对于3.3V和5V/12V等电路的相互转换,NMOS管选择AP2306即可.原理比较简单,大家自行分析吧!此电路我已在多处应用,效果很好.

a105 · 发表于 2011-7-7 01:58:29

mark

singaporerain · 发表于 2011-7-7 03:12:56

回复【楼主位】zhangyang86 张洋
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这个电路确实比较好，尤其是在i2c电平转换，或者总线上电平转换，效果不错。我曾在mcu和cd之间的数据总线上用过，当时记得是5vmcu3.3v CD，不过这个电路还是基于OC上拉原理，当速度大于1M以上时，波形上升沿应该会有失真

edaworld · 发表于 2011-7-7 03:35:03

mark

chenwei1919 · 发表于 2011-7-7 04:26:14

mark

wanyou132 · 发表于 2011-7-7 05:52:44

mark

wx2k · 发表于 2011-7-7 05:58:29

记号

xinchangkk · 发表于 2011-7-7 06:09:21

NMOS 的资料谁有？

kanprin · 发表于 2011-7-7 06:15:59

不错

nideke · 发表于 2011-7-7 06:55:09

mark

davidd · 发表于 2011-7-7 07:22:10

mark

sdwy · 发表于 2011-7-7 07:26:23

mark

plc_avr · 发表于 2011-7-7 07:32:29

mark

belove · 发表于 2011-7-7 07:36:55

mark

zhaojun_xf · 发表于 2011-7-7 07:40:07

不错。

eastbest · 发表于 2011-7-7 07:43:13

mark

tiancaigao7 · 发表于 2011-7-7 08:11:12

不错，很巧妙，利用NMOS来实现电平转换。之前都是利用光耦的。

XA144F · 发表于 2011-7-7 08:15:56

嗯，不错不错。

zhousun · 发表于 2011-7-7 08:24:42

多谢楼主共享！！！

tianxin120 · 发表于 2011-7-7 08:33:34

怎么转换，不是很理解，求解答

oatdisk · 发表于 2011-7-7 08:36:05

mark

bsz84 · 发表于 2011-7-7 08:36:59

能双方转换，不错！

mydows · 发表于 2011-7-7 08:39:20

很好，学习了

zhangmr94 · 发表于 2011-7-7 08:44:17

不错！学习了

henry · 发表于 2011-7-7 08:46:48

mark

hailing · 发表于 2011-7-7 08:47:07

mark

msdy · 发表于 2011-7-7 08:47:37

从S2输入到S1时,这时不对吧

smalling6 · 发表于 2011-7-7 08:51:24

mark

guojielong777 · 发表于 2011-7-7 08:53:23

mark

zml2006 · 发表于 2011-7-7 09:05:29

mark

gwfree · 发表于 2011-7-7 09:10:26

mark

9999 · 发表于 2011-7-7 09:23:07

mark

OurWay · 发表于 2011-7-7 09:27:29

I2C (原文件名:2011-07-07_092347.png)

类似这种吧，只是不知道这种电路的速率能达到多少，我找对应的资料也没有相关说明，呵呵

trent5145 · 发表于 2011-7-7 09:30:31

mark先

buxinshan · 发表于 2011-7-7 09:37:33

kankan

xielihong · 发表于 2011-7-7 09:38:45

很简洁

yuzr · 发表于 2011-7-7 09:43:43

mark

xinzhi1986 · 发表于 2011-7-7 09:44:18

mark~

110112110 · 发表于 2011-7-7 09:45:14

mark

abcdzhy · 发表于 2011-7-7 09:49:02

这个以后试试

eblc1388 · 发表于 2011-7-7 09:51:27

电路表现与使用的MOSFET和讯号频率有非常直接的关系, 做产品时一定要先造一个, 用示波器看看输出波形後才可使用。

lrzxc · 发表于 2011-7-7 09:52:40

这个记号一下

fanwt · 发表于 2011-7-7 09:53:19

mark~

eddia2000 · 发表于 2011-7-7 09:54:15

好思路！

mzbhy · 发表于 2011-7-7 09:55:41

mark！

ljmdzyx · 发表于 2011-7-7 09:57:22

MARK

z0586mj · 发表于 2011-7-7 10:01:10

MARK

oaixuw · 发表于 2011-7-7 10:02:02

mark

yuzr · 发表于 2011-7-7 10:06:16

回复【32楼】OurWay

i2c (原文件名:2011-07-07_092347.png)
类似这种吧，只是不知道这种电路的速率能达到多少，我找对应的资料也没有相关说明，呵呵
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电路的说明我找到了，如下：
电平转换器的操作
在电平转换器的操作中要考虑下面的三种状态：
1 没有器件下拉总线线路。“低电压”部分的总线线路通过上拉电阻Rp 上拉至3.3V。 MOS-FET 管的门极和源极都是3.3V，所以它的VGS 低于阀值电压，MOS-FET 管不导通。这就允许“高电压”部分的总线线路通过它的上拉电阻Rp 拉到5V。此时两部分的总线线路都是高电平，只是电压电平不同。

2 一个3.3V 器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET 管的源极也变成低电平，而门极是3.3V。 VGS上升高于阀值，MOS-FET 管开始导通。然后“高电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET管被3.3V 器件下拉到低电平。此时，两部分的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。
3 一个5V 的器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET 管的漏极基底二极管“低电压”部分被下拉直到VGS 超过阀值，MOS-FET 管开始导通。“低电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET 管被5V 的器件进一步下拉到低电平。此时，两部分的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。

这三种状态显示了逻辑电平在总线系统的两个方向上传输，与驱动的部分无关。状态1 执行了电平转换功能。状态2 和3 按照I2C 总线规范的要求在两部分的总线线路之间实现“线与”的功能。

除了3.3V VDD1 和5V VDD2 的电源电压外，还可以是例如：2V VDD1 和10V VDD2。在正常操作中，VDD2必须等于或高于VDD1（在开关电源时允许VDD2 低于VDD1）。

nop_linyh · 发表于 2011-7-7 10:07:13

mos管不熟，有人可以解释一下么？？

chaochao5107 · 发表于 2011-7-7 10:07:46

看看

benladn911 · 发表于 2011-7-7 10:10:17

不错，但关心速度能达到多少？比如UART通讯时。

gwdong · 发表于 2011-7-7 10:15:44

高速信号不能用。。。楼主的电路大约只能用到几百千赫的信号，再高就可能有问题了。

rj1985 · 发表于 2011-7-7 10:21:34

Mark，现在5V、3.3V器件混用很头疼啊

linghu2 · 发表于 2011-7-7 10:21:45

真的有n00KHZ?,一般够用了

gwdong · 发表于 2011-7-7 10:22:20

栅极的电阻是多余的，它会降低速率，但可减轻IO负载电流峰值，但平均值不减少，所以并没有价值。

速率还取决于MOS管子的G－S电容，电容小的管子速率可以很快。

leifeng · 发表于 2011-7-7 10:25:09

mark

eworker · 发表于 2011-7-7 10:25:59

关注

gwdong · 发表于 2011-7-7 10:33:41

一般功率/允许电大电流越小的管子，栅极电容也越小。

liumaojun_cn · 发表于 2011-7-7 10:40:43

记号。

onlystrong · 发表于 2011-7-7 10:55:00

回复【楼主位】zhangyang86 张洋
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想法很不错..

reflecter · 发表于 2011-7-7 12:18:28

记得Microchip有个AN提到这个的，名字含有“3V”，坛里发过的

lklon · 发表于 2011-7-7 12:31:10

备用

snkaka · 发表于 2011-7-7 12:36:54

mark

wayeah · 发表于 2011-7-7 12:46:21

记下

411412 · 发表于 2011-7-7 12:46:37

mark

jianchangd · 发表于 2011-7-7 12:58:42

确实实用.谢谢楼主.

hpyanghua · 发表于 2011-7-7 13:04:53

MARK

zjy9430 · 发表于 2011-7-7 14:17:08

mark!

wqsjob · 发表于 2011-7-7 15:14:56

QS3861,速度就不会有问题了

mitchell · 发表于 2011-7-7 16:00:06

R1可以省去，或者降到100欧姆一下，不然影响速度。

fspeed · 发表于 2011-7-7 16:04:46

值得参考

zfzdhz · 发表于 2011-7-7 16:08:14

mark

pcwhy · 发表于 2011-7-7 16:10:40

确实不错，倒是不知道速率怎样。

zijian2614 · 发表于 2011-7-7 16:13:06

mark

luld · 发表于 2011-7-7 16:25:28

记号

RobotMan · 发表于 2011-7-7 17:33:37

多谢楼主共享！！！

kongan · 发表于 2011-7-7 18:36:09

lllaaa · 发表于 2011-7-7 18:44:37

实用的电路

zgxcom123 · 发表于 2011-7-7 18:50:02

好东西！

avrstm32 · 发表于 2011-7-7 18:55:37

mark

undead · 发表于 2011-7-7 19:57:31

mark

clqfly · 发表于 2011-7-7 19:59:05

mark

fuliaokai · 发表于 2011-7-7 20:16:53

用个74LV245多好！

wy2000 · 发表于 2011-7-7 20:20:54

mark

mobileangl · 发表于 2011-7-7 21:27:34

mark

bin8 · 发表于 2011-7-8 08:59:34

mark

kevin_ares · 发表于 2011-7-10 08:19:59

战略MARK

lovewwy · 发表于 2011-7-10 08:23:30

mark.

lhl45184518 · 发表于 2011-7-10 08:45:39

不错，我平常都是串个电路就直接转换了

buliaoqq · 发表于 2011-7-10 09:23:39

mark

victor275 · 发表于 2011-7-10 09:40:00

不错不错

dxlvideo · 发表于 2011-7-10 09:44:43

记号

jielove2003 · 发表于 2011-7-10 10:12:20

mark

xyx2009xyx · 发表于 2011-7-10 10:48:19

mark，关注

leavic · 发表于 2011-7-10 11:59:50

很巧妙，利用了body diode。

leavic · 发表于 2011-7-10 12:02:09

回复【55楼】gwdong
栅极的电阻是多余的，它会降低速率，但可减轻io负载电流峰值，但平均值不减少，所以并没有价值。
速率还取决于mos管子的g－s电容，电容小的管子速率可以很快。
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gate上的电阻，主要还是怕万一mos烧掉会拖累烧掉电源吧，这种线路也不可能用来做高速应用的，这就够了。

SNOOKER · 发表于 2011-7-10 12:07:29

这个貌似是NXP官方应用手册的电路

yuanbangyin · 发表于 2011-7-10 12:15:16

标记

eagle10 · 发表于 2011-7-10 13:00:57

mark

一种简单实用的双向电平转换电路(非常实用!)3.3V--5V

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！