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什么是电压跟踪器?

 

目录

1.什么是电压跟踪器?

2.什么時候需要电压跟踪器?

3.电压跟踪器的特性

(1) 卓越的电压跟踪精度

(2) 内置多种保护功能

1.什么是电压跟踪器?


电压跟踪器是一种IC,将与输入到ADJ端的电压(VADJ)相等的电压输出到VOUT端。

它被称为电压跟踪器,是因为它跟踪 ADJ 端的电压输入。这种 IC 主要用作车载分离式比率性传感器的电源。 *与电源电压成正比

图1电压跟踪器连接的示例

2.什么時候需要电压跟踪器?


・需要高精度感测的场合

近年来开发的汽车包含各种各样的传感器,因为高精度传感对于先进的汽车控制系统来说是必不可少的。

这些电压跟踪器 IC 非常适合确保将电力安全地输送到远离 ECU(电子控制单元)的车外传感器并正确读取信号。原因在于其卓越的电压跟踪精度。这一点将会在「3. 电压跟踪器特性」进一步讲解。

・当 MCU 需要防止电源短路/接地短路故障的场合

当MCU(微控制器单元)和传感器共享同一个 ECU 基板时,它们可轻易由一个电源提供电源电压。

然而,多数车载传感器是安装在与 MCU 分开基板上的分离式传感器。如果在这种布置中的分离式传感器和 MCU 共享同一电源,当连接两块板的线束中出现不必要的电源短路和接地短路故障,可能会导致MCU损坏(参见图 2)。

图2 分离式传感器和 MCU 共享电源(LDO)

电压跟踪器可将分离式传感器的电源与 ECU 的电源分开,并通过各种保护功能保护MCU,免受不必要的电源短路和接地短路故障的影响(参见图 3)。

图3 使用电压跟踪器为分离式传感器供电

3. 电压跟踪器特性


(1) 卓越的电压跟踪精度

由于输出电压跟随 ADJ 端子输入电压,电压跟踪器的优点是可以使 ADJ 端子输入电压和输出电压之间的差异(偏移电压)最小化。

以下示例描述了使用 LDO(Low Drop Out)稳压器为分离式传感器供电时,与使用电压跟踪器相比,对分离式传感器(线性霍尔 IC)读数精度的影响。

表1 框图中的元件和引脚说明

● 使用 LDO 作为分离式传感器的电源

图 4 显示了将 LDO 用作分离式传感器的电源。即使选择具有相同输出电压的「LDO1」和「LDO2」,制造差异以及每个产品所面临的温度和电流变化也会导致不同的电压输出值。

假设只有分离式传感器的电源电压(「LDO2」 输出电压)因温度变化而从 5.0V 下降到 4.9V。当电源电压为5.0V时,分离式传感器的输出信号在0mT时为2.50V,随着电源电压的下降成比例下降,变为2.45V。因此,仍从 LDO1 接收 5.0V 参考电压的 ADC 将出现分离式传感器信号读取错误。这同样适用于仅 LDO1 的输出电压波动的情况。

图4 使用 LDO的場合

● 使用电压跟踪器作为分离式传感器的电源

然而,如图 5 所示,使用电压跟踪器作为分离式传感器的电源,则可以解决了这问题。

即使 LDO 的输出电压因温度变化而从 5.0V 下降到 4.9V,电压跟踪器的输出电压也会跟随 ADJ 端输入电压(VADJ),因此分离式传感器的读数精度不会降低。

图 5 使用电压跟踪器的场合

(2) 内置多种保护功能

电压跟踪器具有多种内置保护功能。

车载用分离式传感器普遍通过线束与 ECU 交换信号。 如果线束由于意外故障而与电源线短路(=对电源短路),或发生对GND短路(=接地故障),可能会导致连 ECU 操作异常。

电压跟踪器中的反向电流保护功能,可防止电流在电源短路故障时从电压跟踪器的输出端子进入 ECU 的核心(见图 6)。

图6 电源短路时反向电流保护功能的操作

此外,电压跟踪器内置的过流保护电路和热敏关闭电路功能,是保护电压跟踪器免受大电流,或由于电压跟踪器输出端接地故障而自生热量的影响(参见图7)。 

电压跟踪器可以通过这些不同的保护功能来保护 ECU 和 MCU,免受电源短路故障和接地短路故障的影响。

图7 接地短路故障时的过流保护电路/热敏关闭电路

「S-19720 系列」内置了过流保护电路、热敏关闭电路和反向电流保护功能,以防止设备因电源短路和接地短路故障而损坏。 此外,电压跟踪器的输入输出电压差(偏移电压)为± 5 mV,实现了业界最小的偏移电压。 这提高了分离式传感器的读取精度,有助于确保车辆的安全。

 

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