[发明专利]一种数据传输电压转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及电压转换电路，更具体地说，涉及一种可保证主设备与从设备之间数据信号传输稳定的电压转换电路。

背景技术

目前电子电路中，许多芯片与芯片之间是通过I²C总线通信。但是两个芯片的IO电压很可能不通，这就致使电路中要增加电压转换电路，以满足芯片之间的通信要求。常用的电压转换电路中，只单独使用了一个内部有两个N型场效应管(NMOS管)的转换芯片U1来实现电压转换，具体电路如图1所示。

图1中，左侧信号端SCL_IN与SDA_IN连接主设备芯片的输出端，右侧信号端SCL_OUT与SDA_OUT连接从设备芯片的输入端。SCL_IN与SDA_IN分别通过上拉电阻R11、R12连接3V的电源，SCL_OUT与SDA_OUT分别通过上拉电阻R13、R14连接5V的电源。转换芯片U1内部的两个NMOS管引脚分别为源极S1、栅极G1、漏极D1，以及源极S2、栅极G2、漏极D2，分别对应转换芯片U1的引脚1、2、3、4、5、6。其中，源极S1和源极S2分别与SCL_IN与SDA_IN连接，漏极D1和漏极D2分别与SCL_OUT与SDA_OUT连接，栅极G1和栅极G2分别均连接3.3V的CPU，并通过耦合电容C11接地。

当输入SCL_IN或SDA_IN为低电平时，转换芯片内NMOS管的源极S-栅极G级间存在压差，NMOS管导通，同时输出也被拉低；当输入SCL_IN或SDA_IN为高电平时，转换芯片内NMOS管的源极与栅极级间不存在压差，NMOS管被截止，输出线缆会被5V电源上拉拉高，使输出SCL_OUT或SDA_OUT变为高电平。

但是图1中所示的电压转换电路连接方式存在一个隐患，即：当输入SCL_IN或SDA_IN为低电平时，转换芯片内NMOS管的源极和漏极之间存在0.5V左右的压差，同时输出线缆上存在一定的压差，如果输出线缆上的压差达到0.3V以上，输出端总的压差为0.8V，则从设备很可能不认为此0.8V电压为低电平，从而不对它进行处理。这样将导致主设备的低电平信号无法传输到从设备，从而导致主设备与从设备之间通信出现故障。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可保证主设备与从设备之间数据传输稳定的数据传输电压转换电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种数据传输电压转换电路，用于完成主设备和从设备之间通信，包括电连接在所述主设备输出端和所述从设备输入端之间、用于完成电平同向传输及电压转换功能的电压转换模块，还包括电连接在所述主设备输出端和所述从设备输入端之间、用于在传输低电平时将所述电压转换模块输出端的电压钳位在低电平电压范围内同向传输的开关模块。

本发明所述的数据传输电压转换电路，其中，所述开关模块包括用于在所述主设备和所述从设备之间传输低电平时、将所述电压转换模块输出端的电压钳位在低电平电压范围内的电压控制单元，以及包括用于在所述主设备和所述从设备之间传输低电平时、保证输入输出同向的同向控制单元；其中，

所述同向控制单元的输入端连接所述主设备输出端，所述同向控制单元的输出端连接所述电压控制单元的输入端，所述电压控制单元的输出端连接所述从设备输入端。

本发明所述的数据传输电压转换电路，其中，所述同向控制单元包括第一三极管，所述第一三极管的基极通过第一基极电阻连接在所述主设备输出端，所述第一三极管的集电极通过第一上拉电阻连接第一电源，所述第一三极管的发射极接地；

所述电压控制单元包括第二三极管，所述第二三极管的基极连接所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极连接所述从设备输入端、且同时通过第二上拉电阻连接第一电源，所述第二三极管的发射极接地。

本发明所述的数据传输电压转换电路，其中，所述同向控制单元包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极通过第一基极电阻连接在所述主设备输出端，所述第一场效应管的漏极通过第一上拉电阻连接第一电源，所述第一场效应管的源极接地；

所述电压控制单元包括第二三极管，所述第二三极管的基极连接所述第一场效应管的漏极，所述第二三极管的集电极连接所述从设备输入端、且同时通过第二上拉电阻连接第一电源，所述第二三极管的发射极接地。