低功耗系统设计核心：VDD_EXT原理与优化策略详解！

在低功耗电子系统开发中，VDD_EXT作为关键的外部供电节点，其工作原理与设计优化直接决定系统的能效表现与稳定性。深入理解其电压生成机制、负载特性及功耗影响因素，是实现高效电源管理的基础。本文将系统解析VDD_EXT的技术要点，并提供可落地的优化方案。

今天以Air780EPM模组为例，一起来聊聊VDD_EXT。理解其工作原理和限制，对于设计稳定、低功耗的物品至关重要。

一、VDD_EXT功能特性

VDD_EXT是Air780EPM模组主芯片内部的一个LDO电源输出引脚，位于模组的PIN24。

其主要作用是为模组大部分IO（或者叫做GPIO）提供电源。

需要注意的是：VDD_EXT并不是唯一一个LDO，也并不是模组所有的IO都由VDD_EXT负责供电。

大家可以看到和可以使用的模组IO，由内部的三个LDO共同负责供电：

VDD_EXT；

LDO_AON；

LDO_1.8V；

其中，LDO_AON和LDO_1.8V仅供内部使用，未在模组管脚引出。

VDD_EXT、LDO_AON、LDO_1.8V分别负责哪些IO，有什么区别，详见资料中心最新说明：

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

▼ 三者主要区别 ▼

VDD_EXT、LDO_AON、LDO_1.8V都是上电后自动开启，也都无法软件自定义关闭。

三者主要区别如下：

1）LDO_1.8V

开机后一直保持1.8V，不可更改电压数值大小。

2）LDO_AON

开机后一直开启，在低功耗模式和PSM+模式下也不关闭。

因此，其电压域下的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的详细状态，如下表所示：

3）VDD_EXT

开机后的状态比较复杂，如下表所示：

VDD_EXT由于在低功耗模式下状态为间线性输出，既不是完全打开，也不是完全关闭。

因此，其电压域下的IO（GPIO0-19和GPOIO29-38），在低功耗模式下也会跟VDD_EXT一样：

随着系统间歇性唤醒与基站交互而频繁产生高脉冲（重点是无法保持高电平或低电平），间歇性唤醒频率和与通信协议要求的时间间隔相同，通常为0.64S/1.28S/2.56S中的一个。

特别说明：

VDD_EXT和LDO_AON都是通过函数pm.ioVol()设置输出电压，且pm.ioVol() 对二者同时进行修改。

所以大家看到的模组的所有IO，包括VDD_EXT电压域和LDO_AON电压域，电平都是同时修改且保持一致。

二、注意事项及硬件参考设计

VDD_EXT标称输出电流最大至200mA，但是，VDD_EXT同时用于模组芯片内部和外部，为了保证内部该电压域负载的使用稳定性，请保证外部负载消耗电流不要超过50mA。

VDD_EXT在低功耗模式pm.WORK_MODE,1 状态下间歇性输出，频率和与通信协议要求的时间间隔相同，通常为0.64S/1.28S/2.56S中的一个。

因此，在可能影响低功耗模式下中断唤醒的场合，要避免使用VDD_EXT做上拉电平用。

比如：UART1电平转换电路（UART1为LPUART，低功耗模式pm.WORK_MODE,1 下可被唤醒）。

如上图所示，如果VREF使用VDD_EXT，那么低功耗模式pm.WORK_MODE,1下模组的UART1_RX频繁的高低电平变化就会将模组唤醒，进而导致模组退出低功耗模式而功耗无法降低。

需要特别指出的是：

如果你的硬件需要在休眠状态下（低功耗模式和PSM+模式）也可以稳定输出的电源，请根据需要选择外置的DCDC或者LDO。

三、与VDD_EXT相关的LuatOS API

配置IO电平，其实就是配置给IO供电的LDO，包括VDD_EXT和LDO_AON。

相应的，配置VDD_EXT，就可以通过配置IO电平来实现。

VDD_EXT相关LuatOS API，详见pm库：

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

▼ pm.ioVol(id, val) ▼

1）函数功能

配置模块所有IO引脚的高电平电压。

2）注意事项

可配置IO电平, 范围1650~2000，2650~3400 , 单位毫伏，步进50mv，可以根据外围电路需求配置；

实际应用中，经常配置的三个经典电压值为：1.8V/2.8V/3.3V；

支持二次开发的模组，绝大多数默认都为3.3V，例外是：

Air8000系列模组，全系只支持3.3V，不支持其它电平；

Air780EHV，IO电平固定为3.3V；相对应的，Air780EHV-1.8V，IO电平固定为1.8V；

3）示例代码

今天的内容就分享到这里了~

审核编辑 黄宇