低电压双电源8位电压转换器FXLA108：设计与应用详解

在电子设计领域，电压转换是一个关键环节，尤其是在不同逻辑电平之间进行双向或单向电压转换时，需要一款性能可靠、功能强大的转换器。今天，我们就来深入探讨安森美（onsemi）的FXLA108低电压双电源8位电压转换器。

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产品概述

FXLA108是一款可配置的双电压电源转换器，支持在两个逻辑电平之间进行双向和单向电压转换。它能够处理从1.1V到3.6V的电压转换，A端口跟踪VCCA电平，B端口跟踪VCCB电平，可实现1.2V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V等多种电压电平的双向转换。

产品特性

双向接口与可配置性

• 宽电压范围双向转换：它支持1.1V到3.6V两个电平之间的双向接口，输入和输出能够跟踪VCC，这种特性使得它在不同电压系统之间的连接非常灵活。
• 非优先上电：在电源上电方面，FXLA108具有独特的优势，即两个VCC可以任意先上电。当任意一个VCC为0V时，输出处于高阻抗的三态，这避免了上电顺序带来的问题。

保护与控制特性

• 三态输出与电源保护：如果任意一个VCC接地，输出会切换到三态，同时具备电源关闭保护功能。控制输入（/OE）参考VCCA电压，当/OE为高电平时，A和B端口都被禁用，进入三态。
• 总线保持功能：该器件的数据输入具有总线保持功能，这消除了对拉电阻的需求，避免了使用上拉或下拉电阻可能对输出状态产生的干扰。

性能与封装特性

• 高速数据传输：在1.8V和2.5V之间进行转换时，能够实现100Mbps的吞吐量，满足高速数据传输的需求。
• ESD保护：具备出色的静电放电（ESD）保护能力，超过8kV HBM（人体模型）和2kV CDM（充电设备模型）的标准，提高了器件的可靠性。
• 小型封装：采用20引脚的DQFN封装（2.5mm x 4.5mm），体积小巧，适合对空间要求较高的设计。

引脚配置与功能

引脚定义

引脚编号	名称	描述
1	VCCA	A侧电源
2 - 9	A0 - A7	A侧输入或三态输出
10	GND	接地
11	/OE	输出使能输入
12 - 19	B0 - B7	B侧输入或三态输出
20	VCCB	B侧电源
DAP	NC	无连接

功能表

控制（/OE）	输出状态
低电平	正常操作
高电平	三态

电气特性

绝对最大额定值

在使用FXLA108时，必须遵守其绝对最大额定值，如电源电压、输入电压、输出电压等参数的范围。超过这些额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

推荐工作条件

• 电源电压：VCCA或VCCB的工作范围为1.1V到3.6V。
• 输入电压：A和B端口的输入电压范围为0到3.6V，控制输入（/OE）的范围为0到VCCA。
• 工作温度：自由空气环境下的工作温度范围为 -40°C到 +85°C。

直流特性

详细的直流特性包括高电平输入电压、低电平输入电压、高电平输出电压、低电平输出电压等参数，这些参数与VCCA和VCCB的电压有关，在设计时需要根据具体的应用场景进行参考。

动态输出特性

动态输出特性如输出上升时间、下降时间、动态输出电流等，保证了器件在动态信号处理时的性能。虽然这些特性是有保证的，但不进行测试。

交流特性

交流特性包括传输延迟时间、使能时间、输出信号的偏斜等参数，这些参数对于高速数据传输和同步非常重要。

最大数据速率

最大数据速率与VCCA和VCCB的电压有关，在不同的电压组合下，器件能够实现不同的最大数据速率，最高可达140Mbps。

电容特性

给出了输入电容、输入/输出电容和功耗电容等参数，这些参数对于电路的频率响应和功耗分析有重要意义。

电源上电/下电顺序

为了确保FXLA108的正常工作，推荐的上电顺序是先给第一个VCC供电，再给第二个VCC供电，最后将/OE输入拉低使能器件。下电顺序则相反，先将/OE输入拉高禁用器件，再依次移除两个VCC的电源。同时，为了避免上电或下电过程中出现总线竞争、过大电流或振荡等问题，需要使用上拉电阻将/OE连接到VCCA，电阻的大小根据驱动/OE引脚的器件的灌电流能力来确定。

I/O架构优势

自动方向检测

FXLA108不需要外部方向控制引脚，其I/O架构能够自动检测两侧的输入转换，并将数据自动传输到相应的输出。例如，当A和B两侧都处于静态低电平时，如果B端口发生LH转换，器件内部的I/O架构会自动将方向从A→B切换到B→A。

驱动电容负载

在HL/LH转换期间，即“动态模式”，强大的输出驱动器与较弱的输出驱动器并行驱动输出通道。经过约10ns - 50ns的典型延迟后，强驱动器关闭，只剩下弱驱动器（总线保持）来维持通道的逻辑状态。这种设计使得器件能够快速对电容传输线进行充电和放电，同时在静态模式下降低功耗。

低功耗

在“静态模式”（无转换）下，器件自动切换到低功耗模式，ICC通常小于5μA，有效降低了功耗。

测试与应用

测试条件与图表

文档中给出了详细的测试电路、测试条件和波形图，包括AC测试条件、负载电容、测试测量点等信息，这些对于验证器件的性能非常重要。

应用领域

FXLA108适用于多种应用场景，如笔记本电脑、路由器和交换机等。其高性能和灵活性使得它在不同的电子设备中都能发挥重要作用。

订购信息

FXLA108有特定的型号（如FXLA108BQX），工作温度范围为 -40°C到 +85°C，采用WQFN20 4.5x2.5, 0.5P封装，以3000个/卷带的形式供货。

在实际的电子设计中，FXLA108的这些特性和优势能够帮助工程师解决不同电压系统之间的连接和数据传输问题。你在使用类似的电压转换器时，有没有遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。