秘籍!嵌入式系统电源设计决巧，搞定电压转换!

　　双电源器件是为在不同电源电压下工作的两种总线或器件之间的异步通信设计的。这些器件使用两个电源电压：VCCA 与A 端连接，VCCB 与B 端连接。对于双向电平转换器，数据是从A 发送到B 还是从B 发送到A，取决于DIR 输入端的逻辑电平。在具有输出使能(OE) 控制输入端的器件上，当OE 无效时，A 总线和B 总线被有效隔离。

　　图9: 双电源电平转换器转换波形

诀窍：这些器件可在各种电压节点之间执行双向电平转换比较常用的是SN74AVCB324245 ，从1.8V 转换为3.3V，同时另一组从3.3V 转换为1.8V，它们功耗低、传播延迟短且具有工作电流驱动能力。

　　⑦电平转换应用中使用漏极开路器件

　　有漏极开路输出的器件在输出与GND 之间有一个N 沟道晶体管。当输出电压由VCCB 确定时，VCCB 可以高于输入高电平电压(即上升转换)或低于输入高电平电压(即下降转换)。如图10。

　　图10:电平转换应用中使用漏极开路器件

　　图10中使用了1.8V 的电源电压，输入端可能出现的最低VIH 识别为有效高电平信号。输出上拉电阻的最小值受漏极开路器件的最大电流吸入能力(IOL 的最大值)限制，其最大值则受输出信号的最大允许上升时间限制。

诀窍：看懂这个公式，神马又是浮云!

　　举例如图9 中所示的SN74LVC2G07 情况，假定VPU1 = 5V±0.5V、VPU2 = 1.8V±0.15V 且使用容差为5% 的电阻，则：

　　原则是容差为5% 的标准电阻的最接近(次高)值为1.5kΩ和为430Ω。

　　⑧使用过压输入端的逻辑器件转换的诀窍

　　好多电子硬件工程师都喜欢使用类似SN74LVC244A的器件进行5V到3.3V的转换，这类具有可过压输入端的器件，在用的时候允许输入电压高于器件的电源电压。

　　当将可过压器件用于电平转换时，如果输入信号具有缓慢的边沿变化，则可能影响输出信号的占空比，这个可不是电压转换想要的哦!怎么办，看诀窍!

　　图11：过压输入端逻辑器件

　　诀窍：使用这些器件可以方便地对信号实现下降转换。如果输入信号有较慢的上升沿和下降沿，则可能影响输出信号的占空比。对于输入信号的摆幅为0V 至5V 和5V 至0V，但因为在VCC = 3.3V 下工作，所以它在3.3V 阈值电平处切换。因此，在输出占空比非常关键的应用领域(例如，某些时钟应用领域)，可过压器件就可能不是非常理想的转换解决方案。

　　⑨学会使用FET 转换器连接3V 总线与5V (TTL)

　　在电平转换应用领域可以使用总线转换器。对于不需要工作电流驱动或需要非常短的传播延迟的转换应用领域，FET 转换器是其的理想选择。

　　FET 转换器的优点： 传播延迟短TVC 器件(或配置为TVC 的CBT)可用于没有方向控制的双向电平转换。

　　比如：TI 的CB3T 系列器件在VCC = 3.3V 下工作时可用于从5V 到3.3V 的下降转换，在VCC = 2.5V 下工作时可用于从5V 或3.3V 到2.5V 的下降转换。CB3T 器件在某些应用领域可用于双向转换，如图9所示。

　　图12：连接3V 总线与5V (TTL) 总线的CB3T 器件

诀窍：在图12中，CB3T 器件的工作电压为3V。当将信号从5V总线传输到3V 总线时，CB3T 器件将输出电压钳位到VCC (3V)。当将信号从3V 总线传输到5V 总线时，5V端的输出信号被钳位到大约2.8V，其对5V TTL 器件是有效的VIH 电平。

　　总结：嵌入式系统电源电路设计实现的方法有很多种，这里介绍的方案或者技巧不是最佳解决方案的情况下，应考虑其它解决方案。想说的是，电源的很多指标是不可能同时兼顾的，往往需要在效率、噪声性能、纹波、成本等方面进行折中考虑，技巧不是万能的，某些需要的电源工作模式这就需要仔细研读芯片手册，在读懂的基础上灵活应用。