汽車電子和信息娛樂系統(tǒng)包含大量電子元件，例如微控制器、傳感器和其他在不同電壓下運行的外圍設備。降低這些電子設備中的微控制器電壓可實現(xiàn)更高的功率效率，但外圍設備仍需要在更高電壓下運行。這會產生電壓不兼容的情況，電壓電平轉換器/轉換器可以解決這種情況。TI 的汽車產品組合包括符合汽車電子委員會 (AEC)-Q100 標準的電壓電平轉換器/轉換器。

在過去十年間，移動和計算系統(tǒng)技術領域已經實現(xiàn)大跨步發(fā)展，這些技術進步提供了完美運行和功能豐富的用戶體驗，實現(xiàn)了多重音頻和視頻的訪問功能。消費者十分希望能夠在他們的汽車信息娛樂系統(tǒng)中實現(xiàn)同樣的內容和功能。之前實現(xiàn)這一需求的方式是一個支持Bluetooth功能的觸摸屏，而目前的實現(xiàn)方式是支持互聯(lián)網訪問，高清多媒體接口 (HDMI) 和USB接口的多觸點平板電腦大小的顯示屏。

汽車一級制造商正在利用已經為移動和計算功能建立起來的電子基礎設施，并將其賦予針對汽車信息娛樂和集群系統(tǒng)的新用途。這些復雜性不斷增加的系統(tǒng)以模塊化方式提供，原廠設備制造商 (OEM) 可以根據車輛的級別來挑選功能。為了最大限度地重新使用這些混合模式電壓系統(tǒng)，需要使用電壓電平轉換器將這些不同的子系統(tǒng)連接在一起。

在把3.3V器件與之前的5V系統(tǒng)對接時，主要有兩個方面的問題。3.3V系統(tǒng)的VOH 不能滿足5V系統(tǒng)所需要的VIH 閥值電壓，而5V系統(tǒng)的VOL 也無法符合3.3V系統(tǒng)對VIL 的需要。在電壓更低的系統(tǒng)中，由于VOH/VIH 和VOL/VIL 的不兼容性范圍較小，這個問題會變得比較隱蔽。在剛開始時，器件好像可以通信，但是由于VOL 和 VIL 之間的小差異會停止通信。在這些汽車擴展溫度范圍內，閥值不匹配的問題會顯現(xiàn)出來。

圖 1 顯示了 3.3V 微控制器和傳統(tǒng) 5V 外設之間不兼容的邏輯閾值電平。要成功連接至少兩個設備，需要以下條件：

· 驅動器的輸出高電壓 (VOH) 必須大于接收器的輸入高電壓 (VIH)。

· 驅動器的輸出低電壓 (VOL) 必須小于接收器的輸入低電壓 (VIL)。

· 驅動器的輸出電壓不得超過接收器的輸入/輸出 (I/O) 電壓容差。

圖 1：說明邏輯級不兼容性

在復雜的信息娛樂系統(tǒng)中，單向電壓電平轉換器（例如 SN74AUP1T34-Q1）允許從極低電壓處理器連接到 3.3V 外設。它還提供足夠的輸出驅動電流以扇出多個負載。圖 2 顯示了 SN74AUP1T34-Q1 作為時鐘扇出緩沖器的應用用例。圖 3 顯示了 SN74AUP1T34-Q1 的低抖動 (~ 500ps) 測量數據。

SN74LVCxxT245-Q1和SN74AVCxxT245-Q1系列是負載更大總線的理想選擇，在此類總線上連接有多個器件。這些器件提供高達12mA的電流，并且專門用于驅動高達15pF的負載。這樣的話，主控制器將需要控制器件的數據流。

圖 2：SN74AUP1T34-Q1 作為時鐘扇出緩沖器

圖 3：SN74AUP1T34-Q1 將正弦輸入緩沖至方波輸出

如果不想配置電平轉換器的方向，可以使用自動方向轉換器，例如 TXS0102-Q1、TXS0104-Q1 和 TXB0102-Q1。TXS0102-Q1 具有低泄漏和靜態(tài)消耗，并在啟動/停止事件期間為其他關鍵設備節(jié)省寶貴的電力。圖 4 顯示了 TXS0102-Q1 用于開漏信號接口的應用用例。圖 5 顯示了 TXS0102-Q1 用作 I 2 C 電平轉換器時的測量數據。

圖 4：TXS0102-Q1 作為開漏電平轉換器

圖 5：用于時鐘和數據的 TXS0102-Q1 I 2 C 電平轉換器

如果您想控制電平轉換器的方向，請考慮使用SN74LVCxT245-Q1和SN74AVCxT245-Q1 系列等轉換器，用于將多個設備連接到總線的重負載總線。這些器件分別提供高達 12mA/24mA 的電流，專用 DIR 引腳控制數據流。

由于微控制器 (MCU) 和微處理器 (MPU) 正在遷移到更先進的處理器，這些處理器具有更高的圖像識別處理能力和更高的分辨率，成本和功耗的節(jié)省推動了信息娛樂、高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 中對低壓操作的需求、遠程信息處理和集群系統(tǒng)。這就需要使用 TI 的符合 AEC-Q100 標準的電壓電平轉換器/轉換器產品組合輕松實現(xiàn)電壓電平轉換。