[发明专利]串行总线的电平转换电路

说明书

本发明公开了一种串行总线的电平转换电路，串行总线包括第一传输线，电平转换电路包括：第一NPN三极管，其基极连接至第一信号电压，发射极连接至第一信号电压和第一传输线的第一端，集电极连接至第二信号电压；第二NPN三极管，其基极连接至第二信号电压，发射极连接至第二信号电压和第一传输线的第二端，集电极连接至第一信号电压和第一传输线的第一端。本发明的上述技术方案提供了一种低成本、两侧可互换、可靠性高且具备隔离功能的电平转换电路。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种串行总线的电平转换电路。

背景技术

随着科技产业的不断发展，电子电路技术在计算、IT、移动互联网、人工智能等诸多热门领域的应用变得越来越多。从服务器到手机，从无人机到智能车，更高精度、更高稳定性的硬件电路设计对于种类繁多的硬件产品而言是一个永恒不变的需求。

I2C总线是一种半双工二线制同步串行总线。它只需要一根数据线与一根时钟线即可实现挂在总线上的设备间通信。由于I2C总线扩展性强且拓扑简单，在服务器、嵌入式、消费电子、汽车电子等多领域有着非常广泛的应用。在设计I2C总线时，经常会遇到总线设备接口电平不一致的情况，比如5V、3.3V、1.8V，此时就需要在设备间添加电平转换器。目前多采用I2C专用电平转换芯片来实现，如TI公司生产的PCA9306，可实现1.2V、1.8V、3.3V、5V等常见电平的转换，但转换芯片价格昂贵；有些还要要两边采用固定电平，且必须保证一侧比另一侧有一定的压降以保证一定的压降才能正常工作，使用起来比较麻烦，兼容性较差。参见图1，另外一种电平转换方案是采用两个N沟道MOS管TR1、TR2，分别串在数据线SDA与时钟线SDL上，通过MOS管TR1、TR2的开关特性来实现I2C电平的转换，此方案相比芯片方案降低了成本，但由于MOS管内存在寄生二极管，需要将较高电平的总线接至漏极，将较低电平的总线源级，因此依然存在电平转换方向的问题，两侧电压的高低是固定的，不能交换使用，比较死板。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种低成本、两侧可互换、可靠性高且具备隔离功能的电平转换电路，解决了现有技术中成本高、电平转换方向固定、两侧电压无法互换的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种串行总线的电平转换电路，所述串行总线包括第一传输线，所述电平转换电路包括：

第一NPN三极管，其基极连接至第一信号电压，发射极连接至所述第一信号电压和所述第一传输线的第一端，集电极连接至第二信号电压；

第二NPN三极管，其基极连接至所述第二信号电压，发射极连接至所述第二信号电压和所述第一传输线的第二端，集电极连接至所述第一信号电压和所述第一传输线的所述第一端。

根据本发明的实施例，所述串行总线还包括第二传输线，所述电平转换电路还包括：第三NPN三极管，其基极连接至第三信号电压，发射极连接至所述第三信号电压和所述第二传输线的第一端，集电极连接至第四信号电压；第四NPN三极管，其基极连接至所述第四信号电压，发射极连接至所述第四信号电压和所述第二传输线的第二端，集电极连接至所述第三信号电压和所述第二传输线的所述第一端。

根据本发明的实施例，还包括：第一上拉电阻器，其一端连接于所述第一信号电压，另一端连接于所述第一NPN三极管的发射极；第二上拉电阻器，其一端连接于所述第一信号电压，另一端连接于所述第一NPN三极管的基极；第三上拉电阻器，其一端连接于所述第二信号电压，另一端连接于所述第二NPN三极管的基极；第四上拉电阻器，其一端连接于所述第二信号电压，另一端连接于所述第一NPN三极管的发射极。