几种电平转换电路

在电路设计时，有时会遇到电压域不匹配的问题，如芯片为1.8V供电，而MCU为3.3V供电。这时候就需要进行电平转换才能通讯。今天就来介绍几种常用的电平转换电路。

二/三极管单向电平转换

一些通讯模块（4G、NB模块等）的串口是1.8V电平，与常用MCU的3.3V，这时就需要电平转换。因为UART的收发引脚是独立的，只需单向传输数据，所以只需要单向电平转换即可。电路如下：

左侧为1.8V电压域，右侧为3.3V电压域。上面部分的数据传输方向是从右到左，下面部分的数据传输方向是从左到右。

当MCU_TXD为低电平时，D1导通，IC_RXD被拉低；

当MCU_TXD为高电平3.3V时，D1截止，IC_RXD被拉高到1.8V高电平;

当IC_TXD为低电平时，Q1导通，MCU_TXD被拉低；

当IC_TXD为高电平1.8V时，Q1截止，MCU_RXD被拉高到3.3V高电平。

MOS管双向电平转换电路

在使用I2C、SPI等接口做不同电压域通讯时，就需要用到双向的电平转换电路。一种简单的电路如下：

左侧为1.8V电压域，右侧为3.3V电压域。数据可双向进行传输。

当左侧电压为高电平1.8V时，MOS管不导通，右侧被上拉到3.3V高电平；

当左侧电压为低电平时，MOS管导通，右侧被拉低；

当右侧电压为高电平3.3V时，MOS管不通，左侧被上拉到1.8V高电平；

当右侧电压为低电平时，右侧电压通过体二极管被拉低。

MOS管选型时需要特别注意其开启电压，低电压域的电压必须大于MOS管的开启电压此电路才能正常工作。

集成芯片电平转换

在一些高速通讯的场合，上述电路可能无法满足要求，就需要用到专用的电平转换芯片。芯片有很多种，单向电平转换、带方向控制的双向电平转换、自动双向电平转换等，如下图。选型时需要注意其工作电压和通讯速率。

总结

二极管、三极管、MOS管组成的电平转换电路，电路简单，成本低。电路可以应用于1.8V、3.3V、5V等不同电压域的电平转换，集成芯片构成的电平转换电路，优点是速率高，但成本也高。用户需要根据需求选择使用哪种方式。