LM10010 6 位 VID 电压编程器技术文档总结

LM10010是一种精密的数字编程设备，用于控制输出直流/直流转换器的电压。LM10010输出与6位输入字成反比的直流电流。输入字。该电流DAC输出连接到稳压器的反馈引脚，以调整输出电压到用户设定的期望范围和分辨率。随着6位字的计数增加，输出电压会根据反馈电阻的设置调整得更高 转炉。

该LM10010设计用于编程带有可调电阻的负载点稳压器;用于VID（电压识别）的反馈网络。
*附件：lm10010.pdf

特性

• 输出电流精度（-40°C至+125°C）
• 输入电压范围：3V至5.5V
• 6位电流DAC，直接连接到外部稳压器的反馈节点，以提供输出电压控制
• Precision Enable 以支持自定义 UVLO
• WSON-10 3毫米 x 3毫米 尺寸，0.5毫米间距
• 兼容TMS320C66XX DSP 智能反射技术

参数

方框图

LM10010 是德州仪器（TI）推出的精密数字可编程电流 DAC，专为负载点（POL）稳压器的输出电压控制设计，通过 6 位 VID 接口实现精准电压调节，适用于宽带通信、便携式设备、数字负载供电等场景，尤其适配 TMS320C66XX 系列 DSP 的智能反射技术。

一、芯片基础信息与核心特性

1. 基础规格

• 型号与文档信息 ：文档编号 SNVS717C，2011 年 7 月发布、2013 年 3 月修订；采用 3mm×3mm 10 引脚 WSON 封装（DSC），底部裸露焊盘（DAP）需接地以降低热阻，MSL 等级 1，峰值回流焊温度 260°C。
• 供电与温度 ：供电电压范围 3.0V-5.5V，工作结温 - 40°C 至 125°C，存储温度 - 65°C 至 150°C；结到环境热阻 40°C/W（基于 4 层 JEDEC 标准 PCB），ESD 防护等级 HBM±2kV。
• 引脚配置 ：核心引脚包括供电（VDD）、使能（EN）、3 路 VID 数据输入（VIDA/VIDB/VIDC）、1 路 VID 选择线（VIDS）、电流 DAC 输出（IDAC_OUT）及地（GND），2 个 NC 引脚无需连接。

2. 核心性能指标

• DAC 性能 ：6 位分辨率，满量程输出电流 59.2µA，步长 940nA；积分非线性（INL）±1LSB，差分非线性（DNL）±0.25LSB，全温范围内电流精度 ±2%。
• 控制与时序 ：VID 接口支持 4 线通信（3 位数据 + 1 位选通），通过 VIDS 高低电平分别锁存高 3 位 / 低 3 位数据；输入去抖时间 3.4µs，DAC 输出过渡时间常数 40µs，避免电压突变。
• 功耗与保护 ：使能状态下静态电流典型 250µA（5V 供电），关断状态仅 70µA；内置欠压锁定（UVLO）功能，启动阈值 2.65V（典型），滞回 200mV；使能引脚（EN）阈值 1.34V（典型），滞回 100mV。

二、关键功能与工作原理

1. 核心功能

• 电压调节机制 ：
  • IDAC_OUT 引脚输出与 6 位 VID 代码成反比的电流，接入稳压器反馈节点，通过改变反馈电流调节输出电压。VID 代码为 000000b 时输出电流最大（59.2µA），对应稳压器最低输出电压；代码为 111111b 时输出电流为 0，对应最高输出电压。
  • 启动默认 VID 代码为 46d（101110b），对应输出电流约 16µA，可通过外部 VID 信号覆盖默认配置。
• 灵活控制接口 ：
  • VIDS 引脚下降沿锁存低 3 位数据（VIDA/VIDB/VIDC 对应 bit0-bit2），上升沿锁存高 3 位数据（对应 bit3-bit5），数据保持时间需≥20µs。
  • EN 引脚可实现精准使能控制，未使用时可悬空（内部 2µA 上拉电流），也可通过电阻分压配置自定义欠压锁定阈值。
• 可靠性设计 ：
  • 所有数字输入均集成去抖滤波器，抑制瞬时噪声干扰；DAC 输出具备摆率限制，避免电压突变导致的系统不稳定。
  • 欠压锁定（UVLO）与使能功能联动，供电电压低于 2.45V（典型）时自动关断，防止低电压下异常工作。

2. 工作原理

• 外部控制器通过 VIDA/VIDB/VIDC 输出 6 位数字代码，经 VIDS 选通信号分两次锁存至芯片内部；内部带隙基准源与精密电阻网络将数字代码转换为对应电流，通过 IDAC_OUT 注入稳压器反馈节点。
• 稳压器反馈节点电流由 IDAC_OUT 电流与反馈电阻支路电流叠加，改变反馈分压比，最终实现输出电压的精准调节。电压调节范围与步长由反馈电阻（RFB1/RFB2）与 DAC 步长共同决定，公式为：VOUT ​ =VFB ​ ⋅( 1 +RFB2​RFB1​​**)−IDA C _OUT​**⋅RFB1​（VFB​为稳压器基准电压）。

三、应用场景与设计建议

1. 典型应用

• 数字负载供电 ：为 DSP、FPGA 等数字芯片提供可编程核心电压（如 TMS320C6670/C6678 的 CVDD 供电，调节范围 0.7V-1.1V）。
• 便携式设备 ：笔记本电脑、PDA 等电池供电设备，通过 VID 编程动态调整供电电压，平衡性能与功耗。
• 通信设备 ：宽带、无线网络设备的负载点供电，实现多档位电压切换，适配不同工作模式。

2. 设计注意事项

• 反馈网络设计 ：
  • 需根据稳压器基准电压（如 LM21215A-1 的 0.6V）、目标电压范围计算反馈电阻 RFB1/RFB2，确保 64 档调节覆盖需求范围。
  • 示例：目标电压 0.7V-1.1V、步长 6.4mV 时，推荐 RFB1=6.81kΩ（1% 精度）、RFB2=8.06kΩ（1% 精度）。
• 布局与布线 ：
  • LM10010 需靠近稳压器反馈引脚，缩短 IDAC_OUT 至 FB 的走线，减少干扰与寄生参数。
  • VDD 引脚旁需并联 1nF 去耦电容，靠近引脚放置；数字地与模拟地单点连接，避免大电流地环路干扰。
• 接口与时序 ：
  • VID 输入信号需满足 VIL≤0.4V、VIH≥1.1V，驱动电流范围 - 5µA 至 5µA，适配低电压微控制器。
  • 确保 VIDS 信号与 VID 数据的时序匹配，数据有效后再触发选通信号，避免锁存错误。