秘籍!嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計決巧，搞定電壓轉(zhuǎn)換!

　　雙電源器件是為在不同電源電壓下工作的兩種總線或器件之間的異步通信設(shè)計的。這些器件使用兩個電源電壓：VCCA 與A 端連接，VCCB 與B 端連接。對于雙向電平轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)是從A 發(fā)送到B 還是從B 發(fā)送到A，取決于DIR 輸入端的邏輯電平。在具有輸出使能(OE) 控制輸入端的器件上，當(dāng)OE 無效時，A 總線和B 總線被有效隔離。

　　圖9: 雙電源電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換波形

　　訣竅：這些器件可在各種電壓節(jié)點之間執(zhí)行雙向電平轉(zhuǎn)換比較常用的是SN74AVCB324245 ，從1.8V 轉(zhuǎn)換為3.3V，同時另一組從3.3V 轉(zhuǎn)換為1.8V，它們功耗低、傳播延遲短且具有工作電流驅(qū)動能力。

　?、唠娖睫D(zhuǎn)換應(yīng)用中使用漏極開路器件

　　有漏極開路輸出的器件在輸出與GND 之間有一個N 溝道晶體管。當(dāng)輸出電壓由VCCB 確定時，VCCB 可以高于輸入高電平電壓(即上升轉(zhuǎn)換)或低于輸入高電平電壓(即下降轉(zhuǎn)換)。如圖10。

　　圖10:電平轉(zhuǎn)換應(yīng)用中使用漏極開路器件

　　圖10中使用了1.8V 的電源電壓，輸入端可能出現(xiàn)的最低VIH 識別為有效高電平信號。輸出上拉電阻的最小值受漏極開路器件的最大電流吸入能力(IOL 的最大值)限制，其最大值則受輸出信號的最大允許上升時間限制。

　　訣竅：看懂這個公式，神馬又是浮云!

　　舉例如圖9 中所示的SN74LVC2G07 情況，假定VPU1 = 5V±0.5V、VPU2 = 1.8V±0.15V 且使用容差為5% 的電阻，則：

　　原則是容差為5% 的標(biāo)準(zhǔn)電阻的最接近(次高)值為1.5kΩ和為430Ω。

　　⑧使用過壓輸入端的邏輯器件轉(zhuǎn)換的訣竅

　　好多電子硬件工程師都喜歡使用類似SN74LVC244A的器件進(jìn)行5V到3.3V的轉(zhuǎn)換，這類具有可過壓輸入端的器件，在用的時候允許輸入電壓高于器件的電源電壓。

　　當(dāng)將可過壓器件用于電平轉(zhuǎn)換時，如果輸入信號具有緩慢的邊沿變化，則可能影響輸出信號的占空比，這個可不是電壓轉(zhuǎn)換想要的哦!怎么辦，看訣竅!

　　圖11：過壓輸入端邏輯器件

　　訣竅：使用這些器件可以方便地對信號實現(xiàn)下降轉(zhuǎn)換。如果輸入信號有較慢的上升沿和下降沿，則可能影響輸出信號的占空比。對于輸入信號的擺幅為0V 至5V 和5V 至0V，但因為在VCC = 3.3V 下工作，所以它在3.3V 閾值電平處切換。因此，在輸出占空比非常關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域(例如，某些時鐘應(yīng)用領(lǐng)域)，可過壓器件就可能不是非常理想的轉(zhuǎn)換解決方案。

　　⑨學(xué)會使用FET 轉(zhuǎn)換器連接3V 總線與5V (TTL)

　　在電平轉(zhuǎn)換應(yīng)用領(lǐng)域可以使用總線轉(zhuǎn)換器。對于不需要工作電流驅(qū)動或需要非常短的傳播延遲的轉(zhuǎn)換應(yīng)用領(lǐng)域，F(xiàn)ET 轉(zhuǎn)換器是其的理想選擇。

　　FET 轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點： 傳播延遲短TVC 器件(或配置為TVC 的CBT)可用于沒有方向控制的雙向電平轉(zhuǎn)換。

　　比如：TI 的CB3T 系列器件在VCC = 3.3V 下工作時可用于從5V 到3.3V 的下降轉(zhuǎn)換，在VCC = 2.5V 下工作時可用于從5V 或3.3V 到2.5V 的下降轉(zhuǎn)換。CB3T 器件在某些應(yīng)用領(lǐng)域可用于雙向轉(zhuǎn)換，如圖9所示。

　　圖12：連接3V 總線與5V (TTL) 總線的CB3T 器件

　　訣竅：在圖12中，CB3T 器件的工作電壓為3V。當(dāng)將信號從5V總線傳輸?shù)?V 總線時，CB3T 器件將輸出電壓鉗位到VCC (3V)。當(dāng)將信號從3V 總線傳輸?shù)?V 總線時，5V端的輸出信號被鉗位到大約2.8V，其對5V TTL 器件是有效的VIH 電平。

　　總結(jié)：嵌入式系統(tǒng)電源電路設(shè)計實現(xiàn)的方法有很多種，這里介紹的方案或者技巧不是最佳解決方案的情況下，應(yīng)考慮其它解決方案。想說的是，電源的很多指標(biāo)是不可能同時兼顧的，往往需要在效率、噪聲性能、紋波、成本等方面進(jìn)行折中考慮，技巧不是萬能的，某些需要的電源工作模式這就需要仔細(xì)研讀芯片手冊，在讀懂的基礎(chǔ)上靈活應(yīng)用。