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，是因為它跟蹤 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，因為高精度傳感對于先進(jìn)的汽車(chē)控制系統來(lái)說(shuō)是必要的。

如想安全地為安裝在遠離 ECU（電子控制單元）的分離式傳感器供電并準確讀取信號時(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 MCU 需要防止電源短路/接地故障的場(chǎng)合

當一個(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(xiàn)束中則會(huì )出現不必要的電源短路和接地短路故障，導致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)，還配備了保護功能，以保護 MCU 免受由電源短路和接地短路故障導致的不必要損壞（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

電壓跟蹤器因為輸出電壓跟隨 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）穩壓器為分離式傳感器供電時(shí)，與使用電壓跟蹤器相比，對分離式傳感器（Ratiometric Linear Hall IC）讀數精度的影響。

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 )導致不同的數值。

假設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。當電源電壓為5.0V時(shí)，分離式傳感器的輸出信號在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時(shí)出現讀取錯誤�！窵DO1」 的輸出電壓出現波動(dòng)時(shí)也會(huì )出現相同的結果。

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精度不會(huì )降低。

圖 5 使用電壓跟蹤器的場(chǎng)合

(2) 內置多種保護功能

電壓跟蹤器具有各種內置保護功能。

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

內置于電壓跟蹤器的回流電流防止功能是在對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，電壓跟蹤器內置的過(guò)流保護電路和熱關(guān)斷電路功能是保護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)這些不同的保護功能來(lái)保護 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)流保護電路/熱關(guān)斷電路

「S-19720 系列」內置了過(guò)流保護電路、熱關(guān)斷電路和防止設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。