一种输入输出接口的双向驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电子领域，具体涉及一种输入输出接口的双向驱动电路。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车、不间断电源和航空系统的发展，系统内部经常会出现输入/输出逻辑不协调的问题，因此，对电压转化的需求非常普遍。
[0003]图1是现有技术中实现电压转换时的结构图。如图1所示，其中，Ul为专用的电压转换芯片，1/01 口为低电压输入输出(I/O) 口，1/02 口为高电压输入输出(I/O) 口，电平转换芯片Ul用于将1/01 口的电压VDD和1/02 口的电压VBAT进行转换，然而专用的电压转换芯片价格比较昂贵，一般只能对5.5V以下的电压进行转换，且只能实现单一方向的电压转换。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种输入输出接口的双向驱动电路，以解决现有技术中采用专用电压转换芯片时成本高、且只能实现单一方向的电压转换的问题。
[0005]本实用新型实施例提供了一种输入输出接口的双向驱动电路，包括低电压驱动端、高电压驱动端、第一电阻、第一晶体管、第二晶体管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，其中，
[0006]所述低电压驱动端分别与所述第一电阻的第一端、所述第四电阻的第二端以及所述第五电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述第一晶体管的第一端相连，所述第五电阻的第二端与地相连；
[0007]所述第一晶体管的第二端分别与所述第二晶体管的第一端以及所述第二电阻的第一端相连，所述第一晶体管的第三端分别与所述第二晶体管的第三端以及与地相连，所述第二电阻的第二端与电源相连；
[0008]所述第二晶体管的第二端分别与所述第三电阻的第一端以及所述第六电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与电源相连，所述第六电阻的第二端分别与所述高电压驱动端和所述第四电阻的第一端相连。
[0009]进一步地，当所述低电压驱动端作为输出端时，如果所述低电压驱动端输出高电平，则电源电压通过所述第三电阻和所述第六电阻后使得所述高电压驱动端输出高电平；
[0010]如果所述低电压驱动端输出低电平，则接地端电压通过所述第六电阻后使得所述高电压驱动端输出低电平。
[0011]进一步地，当所述高电压驱动端作为输出端时，如果所述高电压驱动端输出高电平，所述高电平通过所述第四电阻和所述第五电阻分压后使得所述低电压驱动端输出高电平;
[0012]如果所述高电压驱动端输出低电平，则所述低电平通过所述第四电阻后使得所述低电压驱动端输出低电平。
[0013]进一步地，所述第四电阻的阻值和所述第五电阻的阻值之和大于所述第三电阻的阻值的十倍。
[0014]进一步地，所述第六电阻的阻值小于或等于所述第三电阻的阻值。
[0015]进一步地，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为NPN管。
[0016]进一步地，所述第一晶体管的第一端为所述NPN管的基极，所述第一晶体管的第二端为所述NPN管的集电极，所述第一晶体管的第三端为所述NPN管的发射极；
[0017]所述第二晶体管的第一端为所述NPN管的基极，所述第二晶体管的第二端为所述NPN管的集电极，所述第一晶体管的第三端为所述NPN管的发射极。
[0018]进一步地，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为NMOS管。
[0019]进一步地，所述第一晶体管的第一端为所述NMOS管的栅极，所述第一晶体管的第二端为所述NMOS管的漏极，所述第一晶体管的第三端为所述NMOS管的源极；
[0020]所述第二晶体管的第一端为所述NMOS管的栅极，所述第二晶体管的第二端为所述NMOS管的漏极，所述第二晶体管的第三端为所述NMOS管的源极。
[0021]本实用新型实施例提供的输入输出接口的双向驱动电路，当低电压驱动端作为输出时，通过第一晶体管和第二晶体管进行电压转换，当高电压驱动端作为输出时，通过第四电阻和第五电阻进行电压转换，能够实现低电压驱动端电压和高电压驱动端电压之间的相互转换，且不需要设置转换方向。
【附图说明】
[0022]图1是现有技术中实现电压转换时的结构图；
[0023]图2是本实用新型第一实施例中的输入输出接口的双向驱动电路的结构图；
[0024]图3是本实用新型第二实施例中的输入输出接口的双向驱动电路的结构图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
[0026]在图2中示出了本实用新型的第一实施例。
[0027]图2是本实用新型第一实施例中的输入输出接口的双向驱动电路的结构图。如图2所示，所述输入输出(1)接口的双向驱动电路包括低电压驱动端101、高电压驱动端102、第一电阻R1、第一 NPN管Q1、第二 NPN管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。
[0028]所述低电压驱动端1l分别与所述第一电阻Rl的第一端、所述第四电阻R4的第二端以及所述第五电阻R5的第一端相连，所述第一电阻Rl的第二端与所述第一 NPN管Ql的基极B相连，所述第五电阻R5的第二端与地相连，所述第一 NPN管Ql的集电极C分别与所述第二 NPN管Q2的基极B以及所述第二电阻R2的第一端相连，所述第一 NPN管Ql的发射极E分别与所述第二 NPN管Q2的发射极E以及与地相连，所述第二电阻R2的第二端与电源VBAT相连，所述第二 NPN管Q2的集电极C分别与所述第三电阻R3的第一端以及所述第六电阻R6的第一端相连，所述第三电阻R3的第二端与电源VBAT相连，所述第六电阻R6的第二端分别与所述高电压驱动端102和所述第四电阻R4的第一端相连。
[0029]优选的，所述第四电阻R4的阻值和所述第五电阻R5的阻值之和大于所述第三电阻R3的阻值的十倍，所述第六电阻R6的阻值小于或等于所述第三电阻R3的阻值。
[0030]下面对本实用新型第一实施例提供的输入输出接口的双向驱动电路的工作原理进行进一步说明:
[0031]对本实用新型第一实施例提供的输入输出接口的双向驱动电路的工作原理做进一步的说明之前，对低电压驱动端1l和高电压驱动端102的输出信号为低电平信号和高电平信号做一个简单设定，即用O来表示低电压驱动端1l和高电压驱动端102为低电平信号，用I来表示低电压驱动端1l和高电压驱动端102为高电平信号。
[0032]在本实用新型第一实施例中，所述低电压驱动端1l可以与单片机的输入输出
(1)接口相连，所述高电压驱动端102可以与控制器的对外输入输出接口相连，单片机的供电电压一般为5V，当低电压驱动端1l输出的电压大于3V时，认为低电压驱动端1l输出高电平1，当低电压驱动端1l输出的电压小于IV时，认为低电压驱动端1l输出低电平O ;当高电压驱动端102输出的电压大于18V时，认为高电压驱动端102输出高电平1，当高电压驱动端102输出的电压小于8V时，认为高电压驱动端102输出低电平O。
[0033]需要说明的是，上述低电压驱动端1l和高电压驱动端102分别输出高电平和低电平的数值仅是本实施例的一个具体事例，并不用于限制本实用新型。
[0034]在本实用新型第一实施例中，当所述低电压驱动端1l作为输出时，如果所述低电压驱动端1l输出高电平1，则所述高电平通过第一电阻Rl后输入到所述第一 NPN管Ql的基极B，控制第一 NPN管Ql导通，由于第一 NPN管Ql的发射极E接地，因此，第二 NPN管Q2的基极B也连接到地，使得第二 NPN管Q2的基极B变为低电平0，第二 NPN管Q2截止，由于第三电阻R3的第二端与电源VBAT相连，因此，电源电压通过第三电阻R3后使得第二NPN管Q2的集电极C变为高电平1，通过第六电阻R6后使得高电压驱动端102输出高电平1，实现了从低电压驱动端1l电压到高电压驱动端102电压的转换。在此过程中，由于是将电源VBAT的高电压传输到所述高电压驱动端102，因此，能够实现5.5V以上的电压转换。
[0035]如果所述低电压驱动端1l输出低电平0，通过第一电阻Rl将所述低电平传输到第一 NPN管Ql的基极B，控制第一 NPN管Ql关闭，第二 NPN管Q2的基极B通过第二电阻R2连接到电源VBAT，使得第二 NPN管Q2的基极B变为高电平1，控制第二 NPN管Q2导通，由于第二 NPN管Q2的发射极E接地，因此，接地端电压使得第二晶体管Q2的集电极C变为低电平0，通过第六电阻R6后使得高电压驱动端102输出低电平0，实现了从低电压驱动端1l电压到高电压驱动端102电压的转换。
[0036]当低电压驱动端1l作为输出时，通过第一 NPN管Ql和第二 NPN管Q2实现低电压驱动端1l电压到高电压驱动端102电压的转换，由于第四电阻R4的阻值和第五电阻R5的阻值之和大于第三电阻R3阻值的十倍，因此，第四电阻R4和第五电阻R5构成的分压电路不会影响第一 NPN管Ql和第二 NPN管Q2的工作。
[0037]当所述高电压驱动端102作为输出时，如果所述高电压驱动端102输出高电平1，第一 NPN管Ql导通，第二 NPN管Q2截止，由于第六电阻R6的阻值小于等于第三电阻R3的阻值，因此，第一 NPN管Ql和第二 NPN管Q2不会影响所述高电压驱动端102的电压转换，此时，高电压驱动端102输出的高电平I经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压，直接输入所述低电压驱动端101，使得低电压驱动端1l输出高电平I，实现了从高电压驱动端102电压到低电压驱动端101电压的转换。
[0038]如果所述高电压驱动端102输出低电平0，第一 NPN管Ql截止，第二 NPN管Q2导通，由于第二 NPN管Q2的发射极E接地，使得第二 NPN管Q2的集电极C变为低电平，因此，第一 NPN管Ql和第二 NPN管Q2不会影响所述高电压驱动端102的电压转换，此时，第四电阻R4和第五电阻R5两端的电压均为低电平0，通过第四电阻R4直接输入到所述低电压驱动端101，使得所述低电压驱动端1l输出低电平0，实现了从高电压驱动端102电压到低电压驱动端1l电压的转换。
[0039]当所述高电压驱动端102作为输出时，通过第四电阻R4和第五电阻R5实现高电压驱动端102电压到低电压驱动端1l电压的转换，由于第六电阻R6的阻值小于等于第三电阻R3的阻值，因此，第一 NPN管Ql和第二 NPN管Q2不会影响此时的电压转换。
[0040]本实用新型第一实施例提供的输入输