디지털 I / O를 위해 3.3V ~ 5V 강화

나는 일반적으로 5V 입력과 출력을 가지고 5V Vin을 가지고 있기 때문에 5V 구성 요소와 인터페이스 할 때 인생을 매우 쉽게하기 때문에 프로젝트에 Arduino를 사용합니다. 이 프로젝트에서는 라즈베리 파이를 디스플레이에 연결하고 싶기 때문에 라즈베리 파이를 사용하고 싶습니다. Pi는 5V로 구동되므로 충분히 쉽습니다. 그러나 3.3VI / O 핀이 있으며 인터페이스하려는 장치는 5V입니다.

5V 입력 핀이있는 장치가 있는데 5V로 구동해야합니다. 이 장치에는 5V 출력 핀이 있으며 출력시 5V로 구동합니다.

이전에 5V와 3.3V 장치 사이에서 양방향으로 변환했지만 활성 LOW 인 로직 레벨 시프터가있었습니다. 회로는 트랜지스터와 다이오드 및 2 개의 풀업 저항이있는 전형적인 회로입니다. 이 응용 프로그램은 활성 HIGH가 필요합니다. 이 프로젝트는 고맙게도 양방향 I / O가 필요하지 않습니다.

5V ~ 3.3V 방향에서는 원유 전압 분배기가 작동합니다.

그러나 3.3V ~ 5V 방향의 경우 쉬운 해결책을 모릅니다. 검색을했는데 부스트 컨버터 (DC-DC 부스트 컨버터)가있는 것처럼 보이지만 별도의 구성 요소로 빌드하려면 스위칭을 구동하기 위해 PWM 회로를 만들어야합니다.

액티브 로우 로직 레벨 시프터와 비교할 수있는 복잡성과 함께 이것을 달성하는 더 간단한 방법이 있는지 궁금합니다.

Dave Tweed가 다른 답변의 결함을 지적 했으므로 기본적으로 내 대답을 단일 트랜지스터 레벨 업 시프터에 복사 했습니다 ... 질문에서 Nicolas D의 흥미로운 솔루션에 주목하십시오.

몇 가지 솔루션 (Microchip HERE에서 제공하는 일부 솔루션 )이 있습니다.

1) 직접 연결 : 3.3V 로직의 Voh (높은 수준의 출력 전압)가 Vih (높은 수준의 입력 전압)보다 큰 경우 직접 연결하면됩니다. (이 솔루션에서는 3.3V 출력의 Vol (낮은 레벨 출력 전압)이 5V 입력의 Vil (낮은 레벨 입력 전압)보다 작아야합니다. 이 솔루션은 여백이 충분하지 않아 거부되는 경우가 많습니다.

2) 위의 조건이 가까운 경우 풀업 저항 (3.3V까지)으로 높은 수준의 출력 전압을 약간 높이고 신호를 직접 연결할 수 있습니다.

3) 풀업 저항은 소량의 고전압 증가를 제공 할 수 있습니다. 또한 다이오드와 풀업을 5V까지 사용할 수 있습니다. 표시된 회로는 5V로 풀업되지 않지만 1 개의 다이오드 전압 강하량 (약 0.7v)만큼 5V 로직에 대한 높은 수준의 입력 전압을 증가시킵니다. 하나의 다이오드 드롭으로도 올릴 수 있으므로 유효한 저수준을 유지하려면이 방법으로주의를 기울여야합니다. 쇼트 키 다이오드는 바람직하지 않은 저레벨 전압의 증가를 최소화하면서 고전압의 약간의 증가에 사용될 수있다. 이 회로에 대한 자세한 내용은 위에서 언급 한 앱 노트를 참조하십시오. :

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

4) 논리 반전을 처리 할 수 ​​있고 (활성 풀업이 필요하지 않은 경우) MOSFET 및 풀업 저항을 사용할 수 있습니다.

^{이 회로를 시뮬레이션}

5) SOT23-5 또는 SOT-353 패키지의 " LSTTL- 호환 입력을 갖는 Noninverting 버퍼 / CMOS 로직 레벨 시프터"인 MC74VHC1GT125 와 같은 많은 로직 솔루션도 있습니다 . 작고 상당히 저렴합니다. 이 솔루션을 사용하려면 IC에 가까운 디커플링 커패시터도 포함해야합니다.