這次學習了解一下一種適合于BMS板外傳感器供電用的電壓跟蹤型（voltage-tracking）LDO，如下圖中綠色方框中的TLE4251（來自于英飛凌官網(wǎng)）。

相信大家對LDO（Low dropout regulators）都比較熟悉了，它中文叫低壓差線性穩(wěn)壓器，在BMS上面基本都會用到它作為供電電源；其典型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，內(nèi)部主要包括了四個部分：電壓采樣模塊、基準源、誤差放大模塊、調(diào)整元件。

LDO屬于典型的負反饋控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過比較內(nèi)部的基準源與外部輸出電壓之間的偏差，來控制調(diào)整元件的阻抗大小，以達到穩(wěn)壓的目的，所以調(diào)整元件相當于一個可變電阻。

典型的輸出計算公式如下圖：

接下來再看一下BMS主控板的一般電源架構(gòu)，如下圖所示，主電源芯片一般選擇SBC，之前也寫過SBC的文章（鏈接：淺析BMS上電源芯片SBC應(yīng)用），它內(nèi)部集成了很多路電源模塊用來給板上的負載供電，例如MCU、CAN、基準源等。

上面是BMS的板上供電，除此之外，還可能存在一些板外的負載，同樣也需要BMS主控板供電，最典型的板外負載就是繼電器線圈了，例如下圖中MOSEL 3控制板上面的繼電器對外供電電路（①②③），雖然這個電源是來自于低壓12V電池，板上未進行功率轉(zhuǎn)換，但上面做了很多保護功能，例如防反、過流檢測等。

除了繼電器之外，板外還有一些傳感器需要供電，例如霍爾電流傳感器、壓力傳感器、NTC或者一些高壓采樣板，其供電可能需要更低的電壓，例如5V3.3V等，這種場景下，目前就有一種比較合適的方案推薦：即電壓跟蹤型（voltage-tracking）LDO，其一般應(yīng)用的電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。

拿具體TI的TPS7B4253舉例，其內(nèi)部功能框圖如下所示：它與傳統(tǒng)的LDO最大的不同點是其內(nèi)部的參考電源輸入端通過ADJ引腳連接到了芯片外部，其內(nèi)部沒有參考源，再將反饋FB引腳與輸出OUT引腳短接的話，此時輸出電壓就保持與ADJ處的電壓一致；我們外部可以將ADJ接至任何想要的電平處或高精度的參考源處，而且TPS7B4253輸出電壓與ADJ處的電壓偏差很小，只有±4mV，所以可以實現(xiàn)很高精度的電壓輸出，可以提高傳感器模擬信號的采樣精度。

同時，TPS7B4253內(nèi)部還集成了很多保護電路，用來專門針對板外供電的場景，例如防反接（內(nèi)部使用背靠背的PMOS實現(xiàn)）、短路過流保護、感性負載鉗位等等，具體可以查看規(guī)格書。對于板外負載來講，其與板上負載最大的不同點是使用線束連接，線束就會存在一些失效模式，例如短路到地、短路到電池、短路到其他電位，開路等等，所以電壓源一定要做相關(guān)的防護，否則可能會造成控制板的功能失效。

參考資料如下：

《AutomotiveOff-Board Sensor Power Considerations》---TI

《Fundamentalsof designing with LDOs in automotive battery direct connect applications》---TI

總結(jié)：電壓跟蹤型LDO，總結(jié)起來有兩大優(yōu)點：一是輸出電壓可以跟隨ADC的參考電壓，實現(xiàn)高精度供電，并減小采樣誤差；二是內(nèi)部集成各種保護電路，防止外部的故障而導致控制板功能異常；以上所有，僅供參考。