Zwiększ napięcie z 3,3 V do 5 V dla cyfrowych wejść / wyjść

Zwykle używam Arduino do moich projektów, ponieważ ma wejścia i wyjścia 5 V i 5 V Vin, dzięki czemu życie jest bardzo łatwe, gdy interfejs z komponentami 5 V. W tym projekcie chcę użyć Raspberry Pi, ponieważ chcę podłączyć go do wyświetlacza. Pi jest zasilany napięciem 5 V, więc to dość proste. Ma jednak styki 3.3VI / O, a urządzenia, z którymi chcę się połączyć to 5V.

Mam urządzenie z pinem wejściowym 5 V, które musi być doprowadzone do 5 V. Urządzenie ma styk wyjściowy 5 V, który zasila napięciem wyjściowym do 5 V.

Wcześniej konwertowałem urządzenia dwukierunkowe między 5 V a 3,3 V, ale było to z przełącznikiem poziomu logicznego, który był aktywny NISKI. Obwód jest typowy z tranzystorem i diodą oraz dwoma rezystorami podciągającymi. Ta aplikacja wymaga aktywnego WYSOKIEGO. Ten projekt na szczęście nie wymaga dwukierunkowego We / Wy.

Dla kierunku od 5 V do 3,3 V zadziała dzielnik napięcia surowego.

Jednak dla kierunku od 3,3 V do 5 V nie znam łatwego rozwiązania. Przeszukałem trochę i wydaje się, że są przetworniki podwyższające (DC-DC podwyższające), ale aby zbudować je z dyskretnych komponentów, muszę zbudować obwód PWM do sterowania przełączaniem.

Zastanawiałem się tylko, czy istnieje prostszy sposób na osiągnięcie tego, przy złożoności porównywalnej z aktywną przekładnią niskiego poziomu logicznego.

Odkąd Dave Tweed wskazał na wadę w drugiej odpowiedzi, w zasadzie skopiowałem moją odpowiedź do mechanizmu zmiany poziomu pojedynczego tranzystora ... Zwróć również uwagę na interesujące rozwiązanie Nicolasa D. w pytaniu.

Mam kilka rozwiązań (niektóre rozwiązania dostarczone przez Microchip TUTAJ ):

1) Połączenie bezpośrednie: Jeśli Voh (wysokie napięcie wyjściowe) z logiki 3.3V jest większe niż Vih (wysokie napięcie wejściowe), wszystko czego potrzebujesz to bezpośrednie połączenie. (dla tego rozwiązania wymagane jest również, aby Vol (niskie napięcie wyjściowe) na wyjściu 3,3 V było mniejsze niż Vil (niskie napięcie wejściowe) na wejściu 5 V.) To rozwiązanie jest najczęściej odrzucane z powodu niewystarczających marż.

2) Jeśli powyższe warunki są bliskie, często można nieco podnieść napięcie wyjściowe wysokiego poziomu za pomocą rezystora podciągającego (do 3,3 V) i bezpośrednio podłączyć sygnały.

3) Rezystor podciągający może zapewnić niewielki wzrost wysokiego napięcia. Aby uzyskać więcej, możesz użyć diod i podciągania do 5 V. Pokazany obwód nie podciągnie się do 5 V, ale zwiększy napięcie wejściowe wysokiego poziomu do logiki 5 V o wielkość spadku jednej diody (około 0,7 V). Tą metodą należy zachować ostrożność, aby nadal mieć prawidłowy niski poziom, ponieważ jest to również podniesione o jedną kroplę diody. Diody Schottky'ego mogą być stosowane do nieznacznego wzrostu napięcia wysokiego poziomu przy jednoczesnym zminimalizowaniu niepożądanego wzrostu napięcia niskiego poziomu. Więcej informacji na temat tego obwodu można znaleźć we wspomnianej wyżej notatce aplikacji:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

4) Jeśli możesz poradzić sobie z odwróceniem logiki (i nie wymaga aktywnego podciągania), możesz użyć mosfetu i rezystora podciągającego:

^{zasymuluj ten obwód}

5) Istnieje również wiele rozwiązań logicznych, takich jak: MC74VHC1GT125, który jest „Noninverting Buffer / CMOS Logic Level Shifter with LSTTL − Compatible Inputs” w pakiecie SOT23-5 lub SOT-353. Mały prosty i dość niedrogi. Zastosowanie tego rozwiązania powinno również obejmować kondensator odsprzęgający w pobliżu układu scalonego.