一種接口電路的製作方法

2023-05-08 12:18:46 2

本實用新型涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種接口電路。

背景技術：

隨著科技的發展，數位訊號處理技術的應用越來越廣泛。對於輸入信號的檢測及數位訊號的輸出也是數位訊號處理技術的一個主要的研究方向。現有技術在實現數位訊號輸出以及輸入信號的檢測時需使用兩種不同的接口電路實現。

因此，本領域技術人員需要提供一種接口電路，不僅能夠實現數位訊號的輸出，還能夠實現對輸入信號的檢測，節約製作成本。

技術實現要素：

為了解決現有技術問題，本實用新型提供了一種接口電路，不僅能夠實現數位訊號的輸出，還能夠實現對輸入信號的檢測，節約製作成本。

本實用新型實施例提供的一種接口電路，包括：開關模塊、第一電阻和第二電阻；

所述開關模塊的第一端連接接口電路的第一端，所述開關模塊的第二端連接所述接口電路的第二端，所述開關模塊的控制端連接第一電源，所述開關模塊用於根據所述接口電路的第一端的電壓或所述接口電路的第二端的電壓導通或關斷；

所述第一電阻的第一端連接所述第一電源，所述第一電阻的第二端連接所述接口電路的第二端；

所述第二電阻的第一端連接第二電源，所述第二電阻的第二端連接所述開關模塊的第一端。

優選地，所述開關模塊，包括：第一NMOS管和二極體；

所述第一NMOS管的源極連接所述開關模塊的第二端，所述第一NMOS管的漏極連接所述開關模塊的第一端，所述第一NMOS管的柵極連接所述開關模塊的控制端；

所述二極體的陽極連接所述第一NMOS管的源極，所述二極體的陰極連接所述第一NMOS管的漏極。

優選地，所述開關模塊，包括：第二NMOS管；

所述第二NMOS管的源極連接所述開關模塊的第二端，所述第二NMOS管的漏極連接所述開關模塊的第一端，所述第二NMOS管的柵極連接所述開關模塊的控制端；所述第二NMOS管包括體二極體。

優選地，還包括：電容；

所述電容的第一端連接所述開關模塊的第一端，所述電容的第二端接地。

優選地，還包括：雙向靜電保護二極體；

所述雙向靜電保護二極體的第一端連接所述接口電路的第一端，所述雙向靜電保護二極體的第二端接地。

優選地，所述第一電源的電壓值為3.3V、5V、12V或24V；

所述第二電源的電壓值為3.3V、5V、12V或24V。

優選地，所述第一電阻阻值的取值範圍為3.3kΩ-100kΩ。

優選地，所述第二電阻的阻值小於等於10kΩ。

優選地，所述第二NMOS管的型號為2N7002BK。

優選地，所述電容的容值為1000pF。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下優點：

本實用新型實施例提供的接口電路，主要由開關模塊、第一電源和第二電源組成。接口電路的第一端連接第二電源，並與外部電路連接；接口電路的第二端連接第一電源，並與內部電路連接。開關模塊用於根據第一端的電壓值或第二端的電壓值導通或關斷。當接口電路用於檢測輸入的數位訊號時，第一端為輸入端，第二端為輸出端。此時，第一端輸入高電平，開關模塊關斷，第二端的輸出電壓與第一電源的電壓相等，為高電平；第一端輸入低電平，開關模塊導通，第二端的輸出電壓等於第一端的輸入電壓，為低電平。當接口電路用於輸出數位訊號時，第二端為輸入端，第一端為輸出端。此時，第二端輸入高電平，開關模塊關斷，第一端的輸出電壓與第二電源的電壓相等，為高電平；第二端輸入低電平，開關模塊導通，第一端的輸出電壓等於第二端的輸入電壓，為低電平。本實用新型實施例提供的接口電路，不僅能夠實現數位訊號的輸出，還能夠實現對輸入信號的檢測，節約製作成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本實用新型提供的接口電路的實施例一的電路拓撲圖；

圖2(a)為本實用新型提供的接口電路的實施例二的電路拓撲圖；

圖2(b)為本實用新型提供的接口電路的實施例二的另一種電路拓撲圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

實施例一：

參見圖1，該圖為本實用新型提供的接口電路實施例一的電路拓撲圖。

本實施例提供的接口電路，包括：開關模塊100、第一電阻R1和第二電阻R2；

所述開關模塊100的第一端連接接口電路的第一端DIO，所述開關模塊100的第二端連接所述接口電路的第二端GIO，所述開關模塊100的控制端連接第一電源V1，所述開關模塊用於根據所述接口電路的第一端DIO的電壓或所述接口電路的第二端GIO的電壓導通或關斷；

需要說明的是，當所述接口電路用於輸出數位訊號，即接收內部電路的控制信號向外部電路輸出數位訊號時，接口電路的第二端GIO為輸入端連接內部電路，第一端DIO為輸出端連接外部電路；當所述接口電路用於檢測輸入信號，即檢測外部電路的控制信號向內部電路輸出數位訊號時，接口電路的第一端DIO為輸入端連接外部電路，第二端GIO為輸出端連接內部電路。

所述第一電阻R1的第一端連接所述第一電源V1，所述第一電阻R1的第二端連接所述接口電路的第二端GIO；

所述第二電阻R2的第一端連接第二電源V2，所述第二電阻R2的第二端連接所述開關模塊100的第一端。

可以理解的是，第一電阻R1起到上拉電壓的作用，使得第二端GIO輸出高電平是的電壓值等於第一電源V1的電壓值。同理，第二電阻R2也起到上拉電壓的作用，使得第一端DIO輸出高電平是的電壓值等於第二電源V2的電壓值。

接口電路用於檢測輸入信號時，接口電路的第一端DIO為輸入端連接外部電路，第二端GIO為輸出端連接內部電路。當接口電路的第一端DIO輸入高電平時，所述開關模塊100關斷。此時，接口電路的第二端GIO輸出的電壓等於第一電源V1的電壓，為高電平。當接口電路的第一端DIO輸入低電平時，所述開關模塊100導通。此時，接口電路的第二端GIO輸出電壓等於接口電路的第一端DIO輸入的低電平。

接口電路用於輸出數位訊號時，接口電路的第二端GIO為輸入端連接內部電路，第一端DIO為輸出端連接外部電路。當接口電路的第二端GIO輸入高電平時，所述開關模塊100關斷。此時，接口電路的第一端DIO輸出的電壓等於第二電源V2的電壓，為高電平。當接口電路的第二端GIO輸入低電平時，所述開關模塊100導通。此時，接口電路的第一端DIO的輸出電壓等於接口電路的第二端GIO輸入的低電平。

本實施例提供的接口電路，主要由開關模塊、第一電源和第二電源組成。接口電路的第一端連接第二電源，並與外部電路連接；接口電路的第二端連接第一電源，並與內部電路連接。開關模塊用於根據第一端的電壓值或第二端的電壓值導通或關斷。當接口電路用於檢測輸入的數位訊號時，第一端為輸入端，第二端為輸出端。此時，第一端輸入高電平，開關模塊關斷，第二端的輸出電壓與第一電源的電壓相等，為高電平；第一端輸入低電平，開關模塊導通，第二端的輸出電壓等於第一端的輸入電壓，為低電平。當接口電路用於輸出數位訊號時，第二端為輸入端，第一端為輸出端。此時，第二端輸入高電平，開關模塊關斷，第一端的輸出電壓與第二電源的電壓相等，為高電平；第二端輸入低電平，開關模塊導通，第一端的輸出電壓等於第二端的輸入電壓，為低電平。本實施例提供的接口電路，不僅能夠實現數位訊號的輸出，還能夠實現對輸入信號的檢測，節約製作成本。

實施例二：

參見圖2，該圖為本實用新型提供的接口電路實施例二的電路拓撲圖。相較於圖1，本實施例提供了一種更加具體的接口電路。

本實施例提供的接口電路，還包括：電容C；

所述電容C的第一端連接所述開關模塊100的第一端，所述電容C的第二端接地。所述電容C的容值可以為1000pF。

可以理解的是，此時接口電路的第一端DIO和第二端GIO的輸出的低電平的電壓值等於接地端電壓。

為了保護接口電路，本實施例提供的接口電路，還包括：雙向靜電保護二極體ESD；

所述雙向靜電保護二極體ESD的第一端連接所述接口電路的第一端DIO，所述雙向靜電保護二極體ESD的第二端接地。

需要說明的是，雙向靜電保護二極體ESD的型號可以為PESD15VL1BA。

本實施例提供的接口電路中，開關模塊100，包括：第一NMOS管和二極體D，如圖2(a)所示；

所述第一NMOS管NM1的源極連接所述開關模塊100的第二端，所述第一NMOS管NM1的漏極連接所述開關模塊100的第一端，所述第一NMOS管NM1的柵極連接所述開關模塊100的控制端；

所述二極體D的陽極連接所述第一NMOS管NM1的源極，所述二極體D的陰極連接所述第一NMOS管NM1的漏極。

需要說明的是，為保證本實施例提供的接口電路正常工作，第一電源V1的電壓值需小於或等於第二電源V2的電壓值。而由於一般情況下外部電路的電壓要大於內部電路的電壓，因此，接口電路的第一端DIO連接外部電路，接口電路的第二端GIO連接內部電路。

當接口電路用於檢測輸入信號時，接口電路的第一端DIO為輸入端連接外部電路，第二端GIO為輸出端連接內部電路。當接口電路的第一端DIO輸入高電平時，由於第一NMOS管NM1的柵極電壓不大於源極電壓，第一NMOS管NM1關斷。此時，第一電阻R1將接口電路的第二端GIO輸出的電壓上拉至等於第一電源V1的電壓，為高電平。當接口電路的第一端DIO輸入低電平時，由於二極體D導通，第一NMOS管NM1的源極電壓為低電平，第一NMOS管NM1導通。此時，接口電路的第二端GIO輸出電壓等於接口電路的第一端DIO輸入的低電平。

同理，當接口電路用於輸出數位訊號時，接口電路的第一端DIO為輸出端連接外部電路，第二端GIO為輸入端連接內部電路。當接口電路的第二端GIO輸入高電平時，由於第一NMOS管NM1的柵極電壓不大於源極電壓，第一NMOS管NM1關斷。此時，第二電阻R2將接口電路的第一端DIO輸出的電壓由上拉至等於第二電源V2的電壓，為高電平。當接口電路的第二端GIO輸入低電平時，第一NMOS管NM1的源極電壓為低電平，第一NMOS管NM1導通。此時，接口電路的第一端DIO輸出電壓等於接口電路的第二端GIO輸入的低電平。

此外，本實施例提供的接口電路中，開關模塊100還可以包括：第二NMOS管NM2；

所述第二NMOS管NM2的源極連接所述開關模塊的第二端，所述第二NMOS管NM2的漏極連接所述開關模塊的第一端，所述第二NMOS管NM2的柵極連接所述開關模塊的控制端；所述第二NMOS管NM2包括體二極體。

第二NMOS管NM2的體二極體的連接方法為：體二極體的陽極連接第二NMOS管NM2的源極，體二極體的陰極連接第二NMOS管NM2的漏極。

可以理解的是，第二NMOS管NM2具體工作原理與上述第一NMOS管NM1和二極體D整體的工作原理類似，在此不再贅述。

為了保護內部電路不受到外部電路影響，一般需使用各種電路保護器件。然而，由於NMOS管源極與漏極之間的雪崩電壓可以很高，這樣就可以保護接口電路內部電路不受外部電路的影響，無需另外的保護器件，節約了電路製作成本。此時，所述第二NMOS管NM2的型號可以為2N7002BK，如圖2(b)所示。

需要說明的是，第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的漏源擊穿電壓VDS均需大於第二電源V2提供的電壓值，且第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的柵源擊穿電壓VGS均需大於第一電源V1提供的電壓值。

可以理解的是，在兩種不同的工作狀態中，本實施例提供的接口電路輸出為高電平時的電壓可根據外部電路或內部電路的實際控制需要設定。所述第一電源V1的電壓值可以為3.3V、5V、12V或24V，等於內部電路所需的高電平的電壓。所述第二電源V2的電壓值也可以為3.3V、5V、12V或24V，等於外部電路所需的高電平的電壓。例如，當內部電路向外部電路輸出時，內部電路的高電平電壓為3.3V，而外部電路所需的高電平電壓為12V。此時，可將第一電源V1的電壓設為3.3V，第二電源V2的電壓設為12V。此外，所述第一電阻R1阻值的取值範圍可以為3.3kΩ-10kΩ。所述第二電阻R2的阻值小於等於10kΩ。需要說明的是，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值具體可根據外部電路或內部電路所需驅動能力而決定。當外部電路或內部電路在電壓的基礎上還需驅動電流驅動時，第一電阻R1和第二電阻R2為外部電路或內部電路提供驅動電流。

需要說明的是，第二NMOS管NM2和雙向靜電保護二極體ESD的型號並不僅限於上述實例中所述的型號。技術人員可以根據實際情況具體設定，實現方式與上述實例類似，這裡不再一一贅述。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本實用新型技術方案保護的範圍內。