高性能可配置双电压电源转换器FXMAR2102：I²C应用的理想之选

在电子电路设计中，电平转换是一个常见且关键的问题，特别是在涉及不同电压域之间的数据通信时。今天，我们就来深入探讨一款适用于I²C应用的高性能可配置双电压电源转换器——FXMAR2102。

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产品概述

FXMAR2102是一款功能强大的双电源、2位电压转换器/隔离器，专为I²C应用而设计。它能够在广泛的输入和输出电压电平范围内提供双向电压转换，并且可以在推挽式环境下工作。其主要目标是为兼容I²C - Bus的主机和从机提供电压转换，内部集成了10k上拉电阻，方便了电路设计。

产品特性亮点

1. 宽电压范围双向转换

该器件可以在1.65V至5.5V的任意两个电平之间进行双向A/B端口电压转换，而且VccA可等于VccB，任一Vcc都能先行上电。这种灵活性使得FXMAR2102能够适应多种不同的电压环境，为电路设计提供了极大的便利。

2. 自动感知方向

两个端口具有自动感知方向的功能，任一端口都能感知输入信号，并将其作为输出信号传输至其他端口，无需额外的方向控制，简化了设计流程。

3. 内部上拉电阻

内部集成的10k上拉电阻，减少了外部元件的使用，降低了成本和电路板空间。当OE连接到VCCA时，无需系统GPIO资源，进一步优化了设计。

4. I²C - Bus隔离

支持总线隔离，无论是在总线清除状况还是任一VCC接地状况下，都能保证I²C通信的稳定。例如，当出现总线清除情况，通过拉低OE引脚，可将特定从机隔离，确保主机与其他从机之间的正常通信。

5. 低输出电压和高驱动能力

A/B端VOL典型值为175mV，VIL为150mV，IOL可达6mA，能够满足I²C规范的要求，保证信号的可靠传输。

6. 多种封装形式

采用8引脚无铅MicroPak（1.6mmx1.6 mm）和超薄MLP（1.2mmx1.4mm）封装，方便不同应用场景的选择。

7. 良好的ESD保护

B端口具有8kV HBM ESD（相对于GND和VCCB）保护，所有引脚符合4kV HBM ESD（JESD22 - A114）和2kV CDM（JESD22 - C101）标准，提高了器件的可靠性。

引脚说明与真值表

引脚号	名称	说明
1	VCCA	A端电源
2,3	A0,A1	A端输入或3态输出
4	GND	接地
5	OE	输出使能输入
6,7	B₁, B₀	B端输入或3态输出
8	VCCB	B端电源

真值表展示了控制与输出的关系，当OE为高逻辑电平时，输出正常工作；当OE为低电平时，输出处于3态。

工作条件与电气特性

绝对最大额定值

使用时需注意各参数的绝对最大额定值，如电源电压VCCA、VCCB范围为 - 0.5V至7.0V，输入电压VIN在A端口和B端口的范围也是 - 0.5V至7.0V等。超过这些限值可能会损坏器件，影响其可靠性。

推荐工作条件

推荐VCCA、VCCB的范围为1.65V至5.50V，输入电压VIN为0至5.5V。在这些条件下，器件能够达到最佳性能。

直流电气特性

包括高电平输入电压、低电平输入电压、输出电压、静态电源电流等参数，这些参数在不同的电压条件下有相应的取值范围，为电路设计提供了详细的参考。

动态输出电气特性

输出上升/下降时间和最大数据速率是衡量器件动态性能的重要指标。在不同的Vcco和负载条件下，这些参数会有所不同。例如，在输出负载CL = 50pF、RPU = NC、推/挽驱动器以及TA = - 40°C至 + 85°C的条件下，trise和tfall有相应的典型值。

工作原理与应用指南

工作原理

FXMAR2102专为I²C应用中的高性能电平转换与缓冲/中继而设计。每个双向通道包含两个串联Npassgates和两个动态驱动器，这种混合结构有利于自动检测方向的I²C应用。当A与B端口均为低时，Npassgates表现为低阻性，短接两个端口；当A与B端口均为高时，建立高阻抗路径。通过动态驱动器加速上升和下降沿，确保信号的快速传输。

应用指南

该器件具有开漏I/O，并集成了四个10k内部上拉电阻。如果一对数据I/O引脚未用，需断开连接，避免不必要的电流流过内部RPU。根据I²C规范，可添加外部RPU以降低总RPU值，满足最大I²C边沿速率和时钟高电平持续时间的要求。

上电/断电顺序

推荐的上电顺序为：先施加电源到第一个Vcc，再施加电源到第二个Vcc，最后驱动OE输入为高以启用器件。推荐的断电顺序为：先驱动OE输入为低禁用器件，然后去除任一Vcc电源，最后去除另一Vcc电源。若将OE引脚硬连接至VCCA，可节省GPIO引脚，且任-Vcc都能先行上电和断电。

订购信息

提供了不同型号的FXMAR2102的工作温度范围、顶标和封装信息，如FXMAR2102L8X采用8引脚MicroPak封装，工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C；FXMAR2102UMX采用8引脚MLP封装。

FXMAR2102以其丰富的特性和良好的性能，为I²C应用提供了一个可靠的电压转换解决方案。在实际设计中，电子工程师们可以根据具体的应用需求，合理选择和使用该器件，以实现高效、稳定的电路设计。大家在使用FXMAR2102的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。