不会比电压转换更简单了

作者：Chris Cockrill  德州仪器

如今，现代设计公司不仅正在努力寻找功耗更低的更小型器件，同时他们还希望为工业自动化、PC、服务器以及电信设备等应用降低成本。实现这些目标的绊脚石是：设计人员使用运行在单一电压下的处理器，其需要连接至工作在不同电压下的各种外设或其它子系统。这就需要对电压便捷地进行上下变频。这种变频通常使用多个分立式组件完成。我们来讨论一下为什么使用单电轨的单个逻辑组件能在简化设计的同时，高效有力地进行电压转换。此外，我们还将教您如何便捷进行上下变频。

TI SN74LV1T 系列只需一个电轨，便可执行上下电压变频。该器件的过压容限输入允许针对 Vcc 电平进行高达 5.5V 的下变频，其可低至 1.8V。此外，该系列还具有更低的开关阀值，允许其上变频至 Vcc 电平，其可高达 5.5V（见图 1）。这可解决单个应用中需要多个电压等级的问题。

图1：SN74LV1T 可取代多个分立式组件

如何进行下变频

SN74LV1T 系列可大幅简化下变频。由于在任何有效 Vcc 下输入容限为 5.5V，因此它们可用于进行下变频。输入可以是高于 Vcc 的任何等级，高达 5.5V，输出等于 Vcc 电平，其可低至 1.8V。SN74LV1T 非常独特：ICC 电流可在下变频时保持低于或等于指定值。变频时的流耗情况如下图 3 所示。

SN74LV1T 系列可帮助实现各种下变频：

在 1.8V Vcc 下，从 2.5V、3.3V 或 5V 降至 1.8V

在 2.5V Vcc 下，从 3.3V 或 5V 降至 2.5V

在 3.3V Vcc 下，从 5V 降至 3.2V

如何进行上变频

上变频实际上也很简单。输入开关阀值可降低，因此高电平输入电压可比典型 CMOS 的 Vih 低很多。例如，如果 Vcc 是 3.3V，那么典型 CMOS 开关阀值就将为 VCC/2 或 1.65V。这就意味着输入高电平必须至少是 Vcc*.7 或 2.31V。在 SN74LV1T 器件上，3.3V Vcc 的输入阀值约为 1V。这有助于将具有 1.8V Vih的信号上变频为高达 3.3V 的 Vcc 电平。实例如图 3 所示。

SN74LV1T 系列可帮助实现各种上变频：

在 1.8V Vcc 下，从 1.2V 变至 1.8V

在 2.5V Vcc 下，从 1.8V 变至 2.5V

在 3.3V Vcc 下，从 1.8V 或 2.5V 变至 3.3V

在 5V Vcc 下，从 2.5V 或 3.3V 变至 5V

图2：3.3V Vcc 的开关阀值

在功耗非常重要的电池供电设备中，输入低于 Vcc 时，功耗可能会更高。图 4 是功耗实例。如果功耗是主要考虑因素，一定要查阅产品说明书。

图3：转换时的功耗

SN74LV1T 系列器件可提供一个执行功能和在需要上下变频时转换电压等级的简单方法。一款采用小型封装的器件便可替代多个分立式组件，无需上变频。SN74LV1T 系列最终可简化设计，从而不仅可缩小板级空间，而且还可降低成本。

原文请参见: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2014/02/17/voltage-translation-it-doesn-t-get-any-easier-than-this.aspx
编辑：jq