在低功耗電子系統(tǒng)開發(fā)中，VDD_EXT作為關(guān)鍵的外部供電節(jié)點，其工作原理與設(shè)計優(yōu)化直接決定系統(tǒng)的能效表現(xiàn)與穩(wěn)定性。深入理解其電壓生成機制、負載特性及功耗影響因素，是實現(xiàn)高效電源管理的基礎(chǔ)。本文將系統(tǒng)解析VDD_EXT的技術(shù)要點，并提供可落地的優(yōu)化方案。

今天以Air780EPM模組為例，一起來聊聊VDD_EXT。理解其工作原理和限制，對于設(shè)計穩(wěn)定、低功耗的物品至關(guān)重要。

一、VDD_EXT功能特性

VDD_EXT是Air780EPM模組主芯片內(nèi)部的一個LDO電源輸出引腳，位于模組的PIN24。

其主要作用是為模組大部分IO（或者叫做GPIO）提供電源。

需要注意的是：VDD_EXT并不是唯一一個LDO，也并不是模組所有的IO都由VDD_EXT負責(zé)供電。

大家可以看到和可以使用的模組IO，由內(nèi)部的三個LDO共同負責(zé)供電：

VDD_EXT；

LDO_AON；

LDO_1.8V；

其中，LDO_AON和LDO_1.8V僅供內(nèi)部使用，未在模組管腳引出。

VDD_EXT、LDO_AON、LDO_1.8V分別負責(zé)哪些IO，有什么區(qū)別，詳見資料中心最新說明：

https://docs.openluat.com/air780epm/product/air780exxpins/

▼ 三者主要區(qū)別 ▼

VDD_EXT、LDO_AON、LDO_1.8V都是上電后自動開啟，也都無法軟件自定義關(guān)閉。

三者主要區(qū)別如下：

1）LDO_1.8V

開機后一直保持1.8V，不可更改電壓數(shù)值大小。

2）LDO_AON

開機后一直開啟，在低功耗模式和PSM+模式下也不關(guān)閉。

因此，其電壓域下的IO，包括AGPIO、AGPIOWU、WAKEUP和Reset，在低功耗模式和PSM+模式下都可以保持工作。

LDO_AON的詳細狀態(tài)，如下表所示：

3）VDD_EXT

開機后的狀態(tài)比較復(fù)雜，如下表所示：

VDD_EXT由于在低功耗模式下狀態(tài)為間線性輸出，既不是完全打開，也不是完全關(guān)閉。

因此，其電壓域下的IO（GPIO0-19和GPOIO29-38），在低功耗模式下也會跟VDD_EXT一樣：

隨著系統(tǒng)間歇性喚醒與基站交互而頻繁產(chǎn)生高脈沖（重點是無法保持高電平或低電平），間歇性喚醒頻率和與通信協(xié)議要求的時間間隔相同，通常為0.64S/1.28S/2.56S中的一個。

特別說明：

VDD_EXT和LDO_AON都是通過函數(shù)pm.ioVol()設(shè)置輸出電壓，且pm.ioVol() 對二者同時進行修改。

所以大家看到的模組的所有IO，包括VDD_EXT電壓域和LDO_AON電壓域，電平都是同時修改且保持一致。

二、注意事項及硬件參考設(shè)計

VDD_EXT標稱輸出電流最大至200mA，但是，VDD_EXT同時用于模組芯片內(nèi)部和外部，為了保證內(nèi)部該電壓域負載的使用穩(wěn)定性，請保證外部負載消耗電流不要超過50mA。

VDD_EXT在低功耗模式pm.WORK_MODE,1 狀態(tài)下間歇性輸出，頻率和與通信協(xié)議要求的時間間隔相同，通常為0.64S/1.28S/2.56S中的一個。

因此，在可能影響低功耗模式下中斷喚醒的場合，要避免使用VDD_EXT做上拉電平用。

比如：UART1電平轉(zhuǎn)換電路（UART1為LPUART，低功耗模式pm.WORK_MODE,1 下可被喚醒）。

如上圖所示，如果VREF使用VDD_EXT，那么低功耗模式pm.WORK_MODE,1下模組的UART1_RX頻繁的高低電平變化就會將模組喚醒，進而導(dǎo)致模組退出低功耗模式而功耗無法降低。

需要特別指出的是：

如果你的硬件需要在休眠狀態(tài)下（低功耗模式和PSM+模式）也可以穩(wěn)定輸出的電源，請根據(jù)需要選擇外置的DCDC或者LDO。

三、與VDD_EXT相關(guān)的LuatOS API

配置IO電平，其實就是配置給IO供電的LDO，包括VDD_EXT和LDO_AON。

相應(yīng)的，配置VDD_EXT，就可以通過配置IO電平來實現(xiàn)。

VDD_EXT相關(guān)LuatOS API，詳見pm庫：

https://docs.openluat.com/osapi/core/pm/

▼ pm.ioVol(id, val) ▼

1）函數(shù)功能

配置模塊所有IO引腳的高電平電壓。

2）注意事項

可配置IO電平, 范圍1650~2000，2650~3400 , 單位毫伏，步進50mv，可以根據(jù)外圍電路需求配置；

實際應(yīng)用中，經(jīng)常配置的三個經(jīng)典電壓值為：1.8V/2.8V/3.3V；

支持二次開發(fā)的模組，絕大多數(shù)默認都為3.3V，例外是：

Air8000系列模組，全系只支持3.3V，不支持其它電平；

Air780EHV，IO電平固定為3.3V；相對應(yīng)的，Air780EHV-1.8V，IO電平固定為1.8V；

3）示例代碼

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇