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[转]一个IIC的5V和3.3V电平转换的经典电路分享

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出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:04:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 superrf 于 2015-1-14 10:30 编辑



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:2.5V VDD1 和12V 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)。



MOS-N 场效应管 双向电平转换电路 -- 适用于低频信号电平转换的简单应用

如上图所示,是 MOS-N 场效应管 双向电平转换电路。
双向传输原理:
为了方便讲述,定义 3.3V 为 A 端,5.0V 为 B 端。

A端输出低电平时(0V)  ,MOS管导通,B端输出是低电平(0V)
A端输出高电平时(3.3V),MOS管截至,B端输出是高电平(5V)
A端输出高阻时(OC)    ,MOS管截至,B端输出是高电平(5V)

B端输出低电平时(0V)  ,MOS管内的二极管导通,从而使MOS管导通,A端输出是低电平(0V)
B端输出高电平时(5V)  ,MOS管截至,A端输出是高电平(3.3V)
B端输出高阻时(OC)    ,MOS管截至,A端输出是高电平(3.3V)

优点:
1、适用于低频信号电平转换,价格低廉。
2、导通后,压降比三极管小。
3、正反向双向导通,相当于机械开关。
4、电压型驱动,当然也需要一定的驱动电流,而且有的应用也许比三极管大。
原文地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_a51022640100ztol.html

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出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:13:38 | 显示全部楼层
如果一些精密应用,不担心成本的,可以考虑上LTC4301,虽然比较贵,但是可以隔离I2C,并且带EMC

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:22:33 | 显示全部楼层
用一个双MOS好了,比用单独的2个MOS节省空间。推荐型号:NTJD4001N

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-1-14 10:31:30 | 显示全部楼层
SCL引脚是单向的换成电阻分压成本更低

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-1-14 10:39:32 | 显示全部楼层
MOS如果选SI2306,通信速度建议低于20k Hz
Turn-On Delay Time 18 ns
Turn-Off Delay Time 25 ns

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:42:30 | 显示全部楼层
superrf 发表于 2015-1-14 10:31
SCL引脚是单向的换成电阻分压成本更低

用MOS做电平转换,同时还可以做隔离。一举2得

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:46:24 | 显示全部楼层
讲的很详细,感谢分享。

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:47:23 | 显示全部楼层
如果是速度低的转换,可否用3.3的稳压管完成?

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:50:42 | 显示全部楼层
不错,原来都是用转换芯片,不过楼主这方法确实够便宜

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 10:55:23 | 显示全部楼层
这个貌似已经发过了

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 11:10:19 | 显示全部楼层
收藏了,谢谢

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 11:11:22 | 显示全部楼层
这个我目测在坛子哪里见到过,挺老得了

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 11:40:00 | 显示全部楼层
收下了,谢谢。。。

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 12:11:13 来自手机 | 显示全部楼层
需要个3.3和9v的通讯

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 12:38:53 | 显示全部楼层
很是经典,收下,谢谢.

出5入42汤圆

发表于 2015-1-14 12:41:03 | 显示全部楼层
MARK 3.3V——5V双向转换

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 12:51:13 | 显示全部楼层
收藏学习了,感谢

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 13:19:30 | 显示全部楼层
3.3V--5V双向转换,不错 ,值得参考 !

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 17:59:58 | 显示全部楼层
不错,挺好的,电平转换元经常用到

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 18:09:06 | 显示全部楼层
实际应用过的,很不错, 很久以前就有了

出0入0汤圆

发表于 2015-1-14 20:24:51 | 显示全部楼层
iic-5V-3.3V连接方法。谢谢

出0入0汤圆

发表于 2015-1-30 11:11:57 | 显示全部楼层
如果我二边都是5V 电压,通信会正常吗

出0入0汤圆

发表于 2015-1-30 11:19:37 | 显示全部楼层
如果二边都是5V  能否通信号,因为有一个产品低板是5V , 要插上的板子有二种,一种为5V ,一种为3.3V

出0入0汤圆

发表于 2015-1-31 12:28:42 | 显示全部楼层
收藏,学习

出0入0汤圆

发表于 2015-1-31 13:30:44 来自手机 | 显示全部楼层
学习了,谢谢,收藏

出10入10汤圆

发表于 2015-2-1 08:53:46 | 显示全部楼层
很经典的应用,收藏了

出0入0汤圆

发表于 2015-2-1 09:07:52 来自手机 | 显示全部楼层
很好!我们公司也有用这种电略

出0入0汤圆

发表于 2015-2-1 09:13:12 | 显示全部楼层
我用的是74lvc4245、

出0入0汤圆

发表于 2015-2-1 09:15:15 | 显示全部楼层
一种简单实用的双向电平转换电路(非常实用!)3.3V--5V

这帖子有介绍过~

出0入0汤圆

发表于 2015-2-1 12:46:47 | 显示全部楼层
qq开始学单片机 发表于 2015-1-14 11:11
这个我目测在坛子哪里见到过,挺老得了

没错,我也好象在哪见过!!

出0入0汤圆

发表于 2015-2-1 14:21:19 | 显示全部楼层
很经典的应用,收藏了

出0入0汤圆

发表于 2015-2-1 18:39:09 | 显示全部楼层
有专用的电平转换芯片…………

出0入0汤圆

发表于 2015-2-1 19:44:53 | 显示全部楼层
mark  5V和3.3V电平转换

出0入0汤圆

发表于 2015-2-2 13:47:16 | 显示全部楼层
这个电路我们的某个产品上有用到

出0入0汤圆

发表于 2015-2-3 16:40:09 | 显示全部楼层
好东西 收藏

出0入0汤圆

发表于 2015-2-3 16:46:28 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢,标记一下

出0入0汤圆

发表于 2015-2-3 22:36:08 | 显示全部楼层
不错不错,很实用。

出0入0汤圆

发表于 2015-3-28 11:42:38 来自手机 | 显示全部楼层
这个速度能有多快呢?

出0入0汤圆

发表于 2015-3-28 12:05:02 | 显示全部楼层
wx85105157 发表于 2015-3-28 11:42
这个速度能有多快呢?

看mos管参数吧,对IIC应用来说速度肯定不是问题

出0入0汤圆

发表于 2015-3-28 19:29:50 | 显示全部楼层
ccrt 发表于 2015-3-28 12:05
看mos管参数吧,对IIC应用来说速度肯定不是问题

想用在串口,1.8V到5V双向。115200波特率。用这个电路用什么mos管合适啊?

出0入0汤圆

发表于 2015-3-28 21:55:17 | 显示全部楼层
wx85105157 发表于 2015-3-28 19:29
想用在串口,1.8V到5V双向。115200波特率。用这个电路用什么mos管合适啊?

选阀值电压小于1.8V的就行吧

出0入0汤圆

发表于 2015-3-28 22:45:32 | 显示全部楼层
这电路好像是哪个芯片厂商应用手册里有吧?

出0入0汤圆

发表于 2015-3-30 22:36:36 | 显示全部楼层
ccrt 发表于 2015-3-28 21:55
选阀值电压小于1.8V的就行吧

栅极电容大小会影响速度呢。

出0入0汤圆

发表于 2015-3-30 23:16:00 | 显示全部楼层
有必要这样转换吗?IIC芯片是开漏输出的,外部上拉电阻直接接到想要的电压上去不就可以使用了吗?这样使用会有问题吗

出0入0汤圆

发表于 2015-3-31 18:07:05 | 显示全部楼层
wx85105157 发表于 2015-3-30 22:36
栅极电容大小会影响速度呢。

就串口那速度,不至于吧

出0入0汤圆

发表于 2015-9-1 02:29:27 | 显示全部楼层
很好正好需要,谢谢楼主

出0入0汤圆

发表于 2015-9-1 02:39:39 | 显示全部楼层
superrf 发表于 2015-1-14 10:31
SCL引脚是单向的换成电阻分压成本更低

嗷。突然想起来,IIC的SCK也是双向的说。

出0入0汤圆

发表于 2015-9-9 13:07:52 | 显示全部楼层
之前好像也用过,做个记号!

出0入0汤圆

发表于 2017-3-2 17:23:59 | 显示全部楼层
我将这个电平转换电路应用于3.3V单片机与74HS595通信,MOSFET用的是2N7000,出现奇怪的问题,3.3V一侧的单片机SDA口需下拉1-5K电阻才能正常通信;但前一次相同的线路只是PCB布线略有不同,则无需下拉1-5K电阻也能正常通信。
难道是布线分布电容的问题?

出0入0汤圆

发表于 2017-3-2 19:50:27 | 显示全部楼层
这个转换电路,速度支持多快? 比如做SPI信号的接口,估计不行吧!

出0入0汤圆

发表于 2017-4-30 16:35:56 | 显示全部楼层

MARK 3.3V——5V双向转换

出0入0汤圆

发表于 2017-5-1 19:15:15 | 显示全部楼层
收藏了

出0入0汤圆

发表于 2017-5-11 20:49:41 | 显示全部楼层
学习了  谢谢分享
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