Part 01 前言
LDO大家都很熟悉了,還有一種特殊的LDO是tracker LDO,tracker LDO不是新東西了,已經出現很多年了,特別是在汽車電子領域,應用很廣泛,今天就給大家介紹一下tracker LDO。
Part 02 普通LDO VS tracker LDO
普通LDO通過將輸入電壓降到目標值,輸出穩定直流電壓。它的核心組成包括電壓基準:內部固定參考電壓Vref。誤差放大器:比較輸出電壓與參考電壓,控制功率元件的導通。功率元件:通常是P溝道或N溝道MOSFET,負責輸出電流。反饋網絡:通過電阻分壓器調節輸出電壓(輸出電壓可調型LDO)。
普通LDO的特點是輸出電壓固定,如5V,或者通過電阻調節。壓差低,適合電池供電的電路。低噪聲,電源抑制比PSRR)也比較高,可以完美適配模擬電路。
但是對于汽車電子應用場景,ECU板子經常需要給外部傳感器提供5V供電,而這個5V供電和MCU的5V供電一般不是同一個LDO提供的,為什么呢?如果用同一個LDO供電,那對外供電的5V輸出線束如果對地或電源短路,那MCU的電源也會被干沒了。
LDO本身的輸出電壓受溫度,噪聲,自身制造誤差影響存在偏差,那么用普通LDO給外部傳感器供電時,受限于以上因素會導致傳感器輸出的模擬信號是不準的,因為按設計來說傳感器的理想供電是5V供電,但是由于5V的偏差,會導致其實際供電可能就有4.7V,那么傳感器的模擬輸出信號可能也會有0.3V的偏差,從而MCU采集到的AD信號就是不準的。
還有一點大家需要理解并記住的是當ADC的參考電壓和傳感器(比例傳感器,比如NTC,線性霍爾傳感器)的供電電壓是同一個電源時,就可以規避電源電壓不一致導致的ADC采樣偏差,因為電源的變化是一致的,但是由于上面的分析我們知道二者用同一個LDO不現實,那如何用兩個LDO還能實現最小化的輸出電壓偏差呢?
所以tracker LDO就出現了。
Tracker LDO其輸出電壓不是基于固定的內部參考電壓,而是動態跟蹤外部輸入的參考電壓,通常通過ADJ引腳提供。其核心架構與普通LDO類似,但關鍵區別在于,Tracker LDO無內置電壓基準,Tracker LDO依賴外部參考電壓,使其輸出電壓能夠實時跟隨參考電壓變化。
并且支持短路保護,對地或電源、過流保護、過溫保護及反向極性保護。非常適合有一些板外的傳感器需要高精度的5V供電時,此時用tracker LDO就再適合不過了。
比如下面這個Tracker LDO內部集成背靠背MOS,可以實現反接保護:
比如我們把給外部供電的Tracker LDO的ADJ引腳接到給MCU供電的LDO輸出上,比如TPS7B4253-Q1具有±4mV的跟蹤精度,這樣就能實現給外部傳感器供電的電源和ADC的參考電源基本是一致的,這樣就能滿足LDO短路保護的需求,又能實現電源偏差導致的ADC采樣誤差最小化。
總結來說就是我們需要記住Tracker LDO的兩大特點,首先是高精度參考電壓源+Tracker LDO可以實現給板外傳感器的高精度供電能力,普通參考電壓源+Tracker LDO可以最大限度降低電源電壓偏差導致的外部比例傳感器模擬信號采樣偏差。
其次就是racker LDO的過流保護、 熱關斷和反向電流保護功能 ,能避免LDO損壞。