1.什么是電壓跟蹤器？

電壓跟蹤器是一種向 VOUT 引腳輸出電壓的 IC，該電壓等同于輸入到 ADJ 引腳的電壓 (VADJ)。

它被稱(chēng)為電壓跟蹤器，是因?yàn)樗?ADJ 引腳的電壓輸入。這種 IC 主要用作分離式傳感器的電源。*與電源電壓成正比

圖1電壓跟蹤器連接的示例

2.需要電壓跟蹤器的情況

需要高精度感測(cè)的場(chǎng)合

近年來(lái)開(kāi)發(fā)的汽車(chē)包含各種各樣的傳感器，因?yàn)楦呔葌鞲袑?duì)于先進(jìn)的汽車(chē)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是必要的。

如想安全地為安裝在遠(yuǎn)離 ECU（電子控制單元）的分離式傳感器供電并準(zhǔn)確讀取信號(hào)時(shí)，電壓跟蹤器是最好的選擇，原因在于其卓越的電壓跟蹤精度。這一點(diǎn)將會(huì)在「3. 電壓跟蹤器特性」進(jìn)一步講解。

當(dāng) MCU 需要防止電源短路/接地故障的場(chǎng)合

當(dāng)一個(gè) MCU（微控制器單元）和一個(gè)傳感器共享同一個(gè) ECU 基板時(shí)，它們可輕易由一個(gè)電源提供電源電壓。

然而，多數(shù)車(chē)載傳感器是安裝在與 MCU 分開(kāi)基板上的分離式傳感器。如果在這種布置中的分離式傳感器和 MCU 共享同一電源，連接兩塊板的線束中則會(huì)出現(xiàn)不必要的電源短路和接地短路故障，導(dǎo)致MCU損壞的可能性發(fā)生（參見(jiàn)圖 2）。

圖2 分離式傳感器和 MCU 共享電源（LDO）

電壓跟蹤器可將分離式傳感器的電源與 ECU 的電源分開(kāi)，還配備了保護(hù)功能，以保護(hù) MCU 免受由電源短路和接地短路故障導(dǎo)致的不必要損壞（參見(jiàn)圖 3）。

圖3 使用電壓跟蹤器為分離式傳感器供電

3.電壓跟蹤器特性

(1) 優(yōu)越的電壓跟蹤精度

電壓跟蹤器因?yàn)檩敵鲭妷焊S ADJ 端子輸入電壓，所以擁有 ADJ 端子輸入電壓和輸出電壓之間的差異（偏移電壓）能變得非常小的特點(diǎn)。

以下示例描述了使用 LDO（Low Drop Out）穩(wěn)壓器為分離式傳感器供電時(shí)，與使用電壓跟蹤器相比，對(duì)分離式傳感器（Ratiometric Linear Hall IC）讀數(shù)精度的影響。

表1 框圖中的元件和引腳說(shuō)明

使用 LDO 作為分離式傳感器的電源的場(chǎng)合

圖 4 顯示了將 LDO 用作分離式傳感器的電源的場(chǎng)合。即使選擇具有相同輸出電壓的「LDO1」和「LDO2」，制造差異以及每個(gè)產(chǎn)品所面臨的溫度和電流變化也會(huì)導(dǎo)致不同的數(shù)值。

假設(shè)只有分離式傳感器的電源電壓(「LDO2」 輸出電壓)因溫度變化而從 5.0V 下降到 4.9V。當(dāng)電源電壓為5.0V時(shí)，分離式傳感器的輸出信號(hào)在0mT時(shí)為2.50V，但因輸出與電源電壓成比例而下降至2.45V。因此，從 「LDO1」 接收相同的 5.0V 參考電壓的 ADC 在讀取分離式傳感器信號(hào)時(shí)出現(xiàn)讀取錯(cuò)誤。「LDO1」 的輸出電壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)相同的結(jié)果。

圖4 使用 LDO的場(chǎng)合

使用電壓跟蹤器作為分離式傳感器的電源

然而，如圖 5 所示，使用電壓跟蹤器作為分離式傳感器的電源解決了這些問(wèn)題。

即使 LDO 的輸出電壓因溫度變化而從 5.0V 下降到 4.9V，電壓跟蹤器的輸出電壓也會(huì)跟隨 ADJ 端輸入電壓（VADJ），因此分離式傳感器的讀數(shù)精度不會(huì)降低。

圖 5 使用電壓跟蹤器的場(chǎng)合

(2) 內(nèi)置多種保護(hù)功能

電壓跟蹤器具有各種內(nèi)置保護(hù)功能。

車(chē)載用分離式傳感器普遍通過(guò)線束與 ECU 交換信號(hào)。如果線束由于意外故障而與電源線短路（=對(duì)電源短路），或發(fā)生與地（GND）、短路（=接地故障）的場(chǎng)合，可能會(huì)導(dǎo)致連接目的地的 ECU 運(yùn)行異常。

內(nèi)置于電壓跟蹤器的回流電流防止功能是在對(duì)電源短路故障期間防止電流從電壓跟蹤器的輸出端子流入 ECU（參見(jiàn)圖 6）。

圖6 天時(shí)逆流防止功能

此外，電壓跟蹤器內(nèi)置的過(guò)流保護(hù)電路和熱關(guān)斷電路功能是保護(hù)電壓跟蹤器免受電壓跟蹤器輸出端在接地故障期間產(chǎn)生的過(guò)電流和自熱影響（參見(jiàn)圖7）。

電壓跟蹤器可以通過(guò)這些不同的保護(hù)功能來(lái)保護(hù) ECU 和 MCU 免受電源短路故障和接地故障的影響。

圖7 接地故障時(shí)的過(guò)流保護(hù)電路/熱關(guān)斷電路

「S-19720 系列」內(nèi)置了過(guò)流保護(hù)電路、熱關(guān)斷電路和防止設(shè)備因電源短路和接地故障而損壞的回流電流防止功能。此外，電壓跟蹤器的輸入電壓和輸出電壓之間的差異（偏移電壓）為± 5 mV，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最小的偏移電壓。這提高了分離式傳感器的讀取精度，并有助于確保車(chē)輛的安全。

審核編輯 黃宇