电源接口
|电源接口|-|-|-|-|-|
|-|-|-|-|-|-|
|V_BAT|35,36|PI|模块主电源输入|Vmax=4.2V Vmin=3.1V Vnorm=3.6V|外部电源最大需要提供1A电流|
|VDDIO_3V|7|po|电源输出|Vnorm=3v，Imax=80mA|仅用于电平转换与io供电，不使用则悬空|
|VDD_BK|22|PI|电源输入|-|GNSS备份电源的输入，1.4~3.6v|
## 1. V_BAT
AM21E_V5 模块电源供电的设计方式取决于电源输入电压。按照不同电源输入，分为以下三类：
- 3.1V-4.2V 电源输入（典型值 3.8V，例如手机电池供电）
- 4.3V-5.5V 电源输入（典型值 5.0V，例如电脑 USB 供电）
- 5.5V-24V 电源输入（典型值 12V，例如车载电源供电）
### 1.1 3.3V-4.2V电压输入
3.3V-4.2V 输入设计建议如下：
模块供电最大输入电压 4.2V，典型值为 3.6V；
- D101 是 TVS 管，保护电压不能高于模块最高承受电压，需要靠近电源输入接口放置，确保电源浪涌
电压进入到后端电路前即被钳位，保护后端器件及模块；
- C101 可选择大容量的铝电解电容（470μF）或者钽电容（220μF），可以提高电源的瞬间大电流续流能
力，耐压值大于电源电压的 1.5 倍；
- C102 是陶瓷电容，可以提高电源的瞬间大电流续流能力，平滑供电电源的电压波动；
- C103、C104、C105 是低 ESR 的旁路电容，需要靠近模块放置，滤除电源中高频干扰。
若需要控制电源供电，推荐如下电路设计：
- Q101 选择增强型 P-MOSFET，要选择耐压高，漏极电流更高，直流电阻低的器件；
- Q102 选择普通 NPN 三极管，或者 NPN 数字三极管（不需要 R102/R103）。当选择普通 NPN 三
极管时请注意 R102/R103 参数取值，尤其考虑到低温下三极管基极导通电压会上升，确保设计上
裕量充足。
- D102 是 TVS 管，需要靠近电源输入接口放置，确保电源浪涌电压进入到后端电路前即被钳位，
保护后端器件及模块；
- C108 应靠近模块放置，可选择大容量的铝电解电容（470μF）或者钽电解电容（220μF），可以提高电
源的瞬间大电流续流能力，耐压值大于电源电压的 1.5 倍；
- C109 是陶瓷电容，可以提高电源的瞬间大电流续流能力，平滑供电电源的电压波动；
- C110、C111、C112 是低 ESR 的旁路电容，需要靠近模块放置，滤除电源中高频干扰；
### 1.2 4.3V-5.5V 输入
- 电源输出与 VBAT 电压相近，选择 LDO 设计比较简单且效率较高；
- U1 选择最大输出电流可到 1A 的 LDO，可以保证模块的正常性能；推荐 MIC29302WU
- C112、C113 靠近 U1 放置，用于 U1 电源输入管脚滤波；
- D103 是 TVS 管，需要靠近电源输入接口放置，确保电源浪涌电压进入到后端电路前即被钳位，保护后端器件及模块；
- C114 应靠近模块放置，可选择大容量的铝电解电容（470μF）或者钽电解电容（220μF），可以提高电
源的瞬间大电流续流能力，耐压值应大于电源电压的 1.5 倍；
- C115 是陶瓷电容，可以提高电源的瞬间大电流续流能力，平滑供电电源的电压波动；
- C116、C117、C118 是低 ESR 的旁路电容，需要靠近模块放置，滤除电源中高频干扰；
### 1.3 5.5V-24V 输入
5.5V-24V 输入设计建议：
- 电源输入与 VBAT 相差大，应选择 DC-DC，效率更高，最大输出电流至少要达到 1A；
- DC-DC 建议选用 500 kHz 或更高的开关频率；
- C119、C120、C121 为输入端滤波电容；
- L101 功率电感的取值与开关频率的设定相关，具体请参考该器件的规格书。
- DC-DC 的开关频率选择与整机性能有关，可能会产生 EMC 干扰；
- 针对汽车电池（铅酸蓄电池），输入端应添加电源浪涌保护，器件耐压值应大于 42V。
- D104 是 TVS 管，需要靠近电源输入接口放置，确保电源浪涌电压进入到后端电路前即被钳位，
保护后端器件及模块；
- C125、C126 应靠近模块放置，可选择大容量的铝电解电容（470μF）或者钽电解电容（220μF），建议 C125 选用470uF,C126 选用 100uF,可以提高电源的瞬间大电流续流能力，耐压值应大于电源电压
的 1.5 倍；
- C127 是陶瓷电容，可以提高电源的瞬间大电流续流能力，平滑供电电源的电压波动；
- C128、C129、C130 是低 ESR 的旁路电容，需要靠近模块放置，滤除电源中高频干扰。
### 1.4 PCB 布局外部
供电电源在输出端必须放置低 ESR 电容器，抑制尖峰电流。模块电源输入端放置 TVS 管，抑制电压尖峰，保护后端器件。电路设计固然重要，但是器件布局和走线也同样重要。下面概括电源设计中的
几个要点：
- TVS 可吸收瞬时大功率脉冲，钳位响应时间极短。TVS 应尽量靠近接口处放置，确保浪涌电压可
以在脉冲耦合到邻近 PCB 导线之前即被钳位；
- 滤波电容需要靠近模块电源引脚放置，滤除电源中的高频噪声信号；
- 模块主电源回路，PCB 走线宽度要确保能安全通过 1A 电流，且不能有明显的回路压降。要求
PCB 走线宽度至少为 1mm，保证电源部分的地平面尽量完整。尽量使电源走线短而粗；
- 噪声敏感电路应该远离电源电路，如音频电路/射频电路等等，尤其是使用 DC-DC 电源更应该特
别注意；
- DC-DC 电源 SW 管脚电压频率较高，应该确保环路最小。敏感器件应远离 SW 引脚，以防噪声耦
合；
- 反馈器件应尽可能靠近 FB 引脚和 COMP 引脚放置；
- 芯片 GND 引脚和底部焊盘要保证接地，确保散热良好及隔离噪声。
## 2. VDDIO_3V
AM21E_V5 模块提供 1 路 VDDIO_3V 输出，可提供 3.0V 电压，最大输出电流为 80mA。
VDDIO_3V 无需控制，模块唤醒与工作状态下自动打开, 外部主控可以读取 VDDIO_3V 的电压来判断模块是否开机。
建议 VDDIO_3V 仅用于接口电平转换和 IO 口供电，不作其它用途，使用时需增加 ESD 保护。
## 3. VDD_BK
VDD_BK 为 GPS 芯片后备电源输入接口，如果外接纽扣电池作为备份电源对 GNSS 芯片的备份区域供电，可在模块电源掉电的情况下为备份电路供电。
即使断开模块电源，仍能保存星历信息，在两小时内实现热启动 GNSS 功能，1 秒定位。且流耗仅为 8~10μA。如不需外接备份电源，此接口需悬空处理。
