“驅(qū)動”子系統(tǒng)與電壓電平轉(zhuǎn)換器互連

過去的汽車信息娛樂系統(tǒng)主要基于 5V 和 3.3V 電壓電源。這是因為 12-14V 電池在汽車系統(tǒng)中很容易獲得，可以降壓到較低的電壓。然而，有幾個關(guān)鍵因素推動了信息娛樂系統(tǒng)、高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)和集群系統(tǒng)對低電壓操作的需求。

在過去的十年中，移動和計算系統(tǒng)在技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)步，提供了完美的操作和豐富的體驗，允許訪問多種音頻和視頻功能。消費(fèi)者渴望在其汽車信息娛樂系統(tǒng)中提供相同類型的內(nèi)容和功能。以前是帶藍(lán)牙的單點(diǎn)觸摸屏，現(xiàn)在是具有網(wǎng)絡(luò)訪問、HDMI 和 USB 接口的多點(diǎn)觸控平板電腦大小的屏幕。

汽車一級制造商正在利用為移動和計算而建立的電子基礎(chǔ)設(shè)施，并將其重新用于汽車信息娛樂和集群系統(tǒng)。這些日益復(fù)雜的系統(tǒng)以一種方式模塊化，原始設(shè)備制造商可以根據(jù)車輛類別挑選和選擇功能。為了最大限度地重復(fù)使用這些混合模式電壓系統(tǒng)，需要使用電壓電平轉(zhuǎn)換器來連接這些不同的子系統(tǒng)。

將 3.3V 設(shè)備連接到傳統(tǒng) 5V 系統(tǒng)時，問題有兩個方面。3.3V系統(tǒng)的V OH不能滿足5V系統(tǒng)要求的V IH閾值，5V系統(tǒng)的V OL不能滿足3.3V系統(tǒng)的V IL。該問題甚至隱藏在電壓更低的系統(tǒng)中，其中存在邊際 V OH /V IH和 V OL /V IL不兼容性。一個設(shè)備可能最初似乎可以通信，但由于 V OL和 V IL之間的余量很小而停止通信。閾值不匹配會在這些汽車擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出來。

為了解決這個問題，工程師可以使用德州儀器 (TI) 的全系列汽車級電壓電平轉(zhuǎn)換器目錄。SN74LVCxxT245 -Q1、SN74AVCxxT245-Q1、TXB010x-Q1 和 TXS010x-Q1系列非常適合橋接這種電壓失配，其中“x”表示需要轉(zhuǎn)換的位數(shù)或通道數(shù)。根據(jù)輸出類型(推、拉或漏極開路)、負(fù)載條件和信號方向，可以使用適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案將“電平轉(zhuǎn)換”到所需電壓。

SN74LVCxxT245 -Q1和SN74AVCxxT245-Q1系列非常適用于多個設(shè)備連接到總線的負(fù)載更重的總線。這些器件提供高達(dá) 12mA 的電流，并規(guī)定可驅(qū)動高達(dá) 15pF 的負(fù)載。因此，主處理器將需要控制設(shè)備的數(shù)據(jù)流。

SN74LV8153是一個串行到并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。它接受串行輸入數(shù)據(jù)并輸出8位并行數(shù)據(jù)。SN74LV8153的自動數(shù)據(jù)速率檢測功能消除了對外部振蕩器的需要，并有助于節(jié)省成本和電路板不動產(chǎn)。OUTSEL引腳用于在開路集電極和推挽輸出之間進(jìn)行選擇。當(dāng)該設(shè)備用于LED接口等需要高驅(qū)動電流的應(yīng)用中時，開路集電極選項適用。SOUT是確認(rèn)串行數(shù)據(jù)接收的輸出。為確保通電或斷電期間的高阻抗?fàn)顟B(tài)，OE應(yīng)通過上拉電阻器連接至V-cc1;電阻器的最小值由驅(qū)動器的電流吸收能力決定。

TXB010x -Q1系列器件適用于混合電壓/混合方向總線應(yīng)用。這種類型的設(shè)備不需要主處理器的干預(yù)，使其成為一種即插即用的解決方案。然而，鑒于其相對較低的電流驅(qū)動能力，這些器件更適合點(diǎn)對點(diǎn)總線應(yīng)用。

電壓級轉(zhuǎn)換器解決了在同一電路板上同時使用不同的供電電壓級所帶來的挑戰(zhàn)。這種4位非反向轉(zhuǎn)換器使用兩個獨(dú)立的可配置的電源軌道。A端口被設(shè)計用于跟蹤V型CCA。VCCA接受從1.2V到3.6V的任何電源電壓。B端口被設(shè)計用于跟蹤VCCB。VCCB接受從1.65V到5.5V的任何電源電壓。這允許在任何1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V和5V電壓節(jié)點(diǎn)之間的通用低壓雙向轉(zhuǎn)換。VCCA不應(yīng)超過VCCB。

當(dāng)輸出啟用(OE)輸入較低時，所有輸出都處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。為了確保通電或斷電時的高阻抗?fàn)顟B(tài)，OE應(yīng)通過下拉電阻連接到GND;電阻的最小值由驅(qū)動器的電流源能力決定。The TXB0104 is designed so that the OE input circuit is supplied by V CCA .

此設(shè)備已完全指定為使用Ioff的部分?jǐn)嚯姂?yīng)用程序。I關(guān)閉電路禁用輸出，防止在設(shè)備斷電時通過損壞的電流回流。

與TXB010x-Q1系列非常相似，TXS010x -Q1不需要處理器干預(yù)，但專為 I 2 C 等開漏應(yīng)用或可能存在外部上拉電壓的復(fù)位/中斷引腳而設(shè)計。

下一代“啟停”系統(tǒng)的電池電壓降至 3V 以下。這也加速了向低壓子系統(tǒng)的遷移。無論是信息娛樂系統(tǒng)、集群還是 ADAS，總是需要電壓電平轉(zhuǎn)換。