“驱动”子系统与电压电平转换器互连

过去的汽车信息娱乐系统主要基于 5V 和 3.3V 电压电源。这是因为 12-14V 电池在汽车系统中很容易获得，可以降压到较低的电压。然而，有几个关键因素推动了信息娱乐系统、高级驾驶辅助系统 (ADAS)和集群系统对低电压操作的需求。

在过去的十年中，移动和计算系统在技术方面取得了长足的进步，提供了完美的操作和丰富的体验，允许访问多种音频和视频功能。消费者渴望在其汽车信息娱乐系统中提供相同类型的内容和功能。以前是带蓝牙的单点触摸屏，现在是具有网络访问、HDMI 和 USB 接口的多点触控平板电脑大小的屏幕。

汽车一级制造商正在利用为移动和计算而建立的电子基础设施，并将其重新用于汽车信息娱乐和集群系统。这些日益复杂的系统以一种方式模块化，原始设备制造商可以根据车辆类别挑选和选择功能。为了最大限度地重复使用这些混合模式电压系统，需要使用电压电平转换器来连接这些不同的子系统。

将 3.3V 设备连接到传统 5V 系统时，问题有两个方面。3.3V系统的V OH不能满足5V系统要求的V IH阈值，5V系统的V OL不能满足3.3V系统的V IL。该问题甚至隐藏在电压更低的系统中，其中存在边际 V OH /V IH和 V OL /V IL不兼容性。一个设备可能最初似乎可以通信，但由于 V OL和 V IL之间的余量很小而停止通信。阈值不匹配会在这些汽车扩展温度范围内表现出来。

为了解决这个问题，工程师可以使用德州仪器 (TI) 的全系列汽车级电压电平转换器目录。SN74LVCxxT245 -Q1、SN74AVCxxT245-Q1、TXB010x-Q1 和 TXS010x-Q1系列非常适合桥接这种电压失配，其中“x”表示需要转换的位数或通道数。根据输出类型(推、拉或漏极开路)、负载条件和信号方向，可以使用适当的解决方案将“电平转换”到所需电压。

SN74LVCxxT245 -Q1和SN74AVCxxT245-Q1系列非常适用于多个设备连接到总线的负载更重的总线。这些器件提供高达 12mA 的电流，并规定可驱动高达 15pF 的负载。因此，主处理器将需要控制设备的数据流。

SN74LV8153是一个串行到并行数据转换器。它接受串行输入数据并输出8位并行数据。SN74LV8153的自动数据速率检测功能消除了对外部振荡器的需要，并有助于节省成本和电路板不动产。OUTSEL引脚用于在开路集电极和推挽输出之间进行选择。当该设备用于LED接口等需要高驱动电流的应用中时，开路集电极选项适用。SOUT是确认串行数据接收的输出。为确保通电或断电期间的高阻抗状态，OE应通过上拉电阻器连接至V-cc1;电阻器的最小值由驱动器的电流吸收能力决定。

TXB010x -Q1系列器件适用于混合电压/混合方向总线应用。这种类型的设备不需要主处理器的干预，使其成为一种即插即用的解决方案。然而，鉴于其相对较低的电流驱动能力，这些器件更适合点对点总线应用。

电压级转换器解决了在同一电路板上同时使用不同的供电电压级所带来的挑战。这种4位非反向转换器使用两个独立的可配置的电源轨道。A端口被设计用于跟踪V型CCA。VCCA接受从1.2V到3.6V的任何电源电压。B端口被设计用于跟踪VCCB。VCCB接受从1.65V到5.5V的任何电源电压。这允许在任何1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V和5V电压节点之间的通用低压双向转换。VCCA不应超过VCCB。

当输出启用(OE)输入较低时，所有输出都处于高阻抗状态。为了确保通电或断电时的高阻抗状态，OE应通过下拉电阻连接到GND;电阻的最小值由驱动器的电流源能力决定。The TXB0104 is designed so that the OE input circuit is supplied by V CCA .

此设备已完全指定为使用Ioff的部分断电应用程序。I关闭电路禁用输出，防止在设备断电时通过损坏的电流回流。

与TXB010x-Q1系列非常相似，TXS010x -Q1不需要处理器干预，但专为 I 2 C 等开漏应用或可能存在外部上拉电压的复位/中断引脚而设计。

下一代“启停”系统的电池电压降至 3V 以下。这也加速了向低压子系统的迁移。无论是信息娱乐系统、集群还是 ADAS，总是需要电压电平转换。