物聯網終端應用產品主要有:智能水電氣熱表、煙感、地磁、智能門鎖等。物聯網產品,都需要合適的電池作為主電源。目前主電源主要采用以下兩種電池:
1、3.6V鋰亞(ER)電池+電容
2、3.0V鋰錳(CR)電池
(他們共同優點:自放電小、放電平臺相對較高。)
1. 鋰錳(CR)與鋰亞(ER)電池:化學特性比較
小結:從化學特性上判斷,Panasonic-CR(鋰錳)電池更適合于物聯網終端產品長期應用。
2. 鋰亞(ER)電池存在的問題
2.1 鋰亞(ER)電池-脈沖能力差
小結:
1、稍大電流脈沖時,ER電池電壓下降幅度大(鈍化現象),后果信號無法發出、后臺MCU反復重啟;
2、ER電池+電容,可以緩解掉電壓問題,但也有明顯弊端(后面詳解);
3、采用Panasonic-CR電池,可以滿足大電流脈沖。
2.2 鋰亞(ER)電池-長期使用或儲存內阻差
備注:300KΩ放電約10uA電流
小結:長期使用下,ER與普通CR電池內阻上升明顯,而Panasonic-CR內阻基本維持不變,有利于瞬間大電流脈沖與實際電量利用率。
2.3 鋰亞(ER)電池-放電終點無法監測
3.6V ER電池放電曲線如上圖所示
ER電池放電曲線基本都是平的結束時是陡然下降。尤其與電容配合使用時更明顯。無法監測剩余電量。
而鋰錳(CR)電池則可監測
Panasonic-CR3.0V電池放電曲線如上圖所示
CR電池的放電至50%后電壓有規則的平穩下降,尤其是Panasonic-CR電池的電壓與殘余容量是成正比關系。可以監測剩余電量。
小結:采用Panasonic-CR電池,物聯網產品可增加監測剩余電量功能,提前預警。
2.4 鋰亞(ER)電池-有效使用容量利用率低
特別提醒:采用ER(鋰亞)電池,設計工程師要求電池廠匹配時,多出30%的富余容量。是因為ER電池的有效容量利用率相對偏低。而CR電池,尤其是Panasonic-CR就不會有這種現象 (有效容量利用率在95%以上)。
2.5 鋰亞(ER)電池-含有有毒物質
鋰亞電池的原材料,含有毒物質,如果破裂,會產生有毒氣體,對人體及環境有害,嚴重則會危及生命, 以下是嚴重案例。
~鋰錳(CR)電池的原材料,不含有害物質,是環保產品。
2.6 鋰亞(ER)電池-配合電容使用存在諸多隱患
3. 目前市面上常用NB-IOT模塊及其問題點
電路設計未隔離
1、"常用1"模塊,電壓太高,如遇低溫環境(電池工作電壓始終低于2.5V時),產品會失效。
2、"常用2"模塊,先升壓后降壓設計,會造成發射效率低,導致功耗大,為了控制發射電流不過大,把功率降低到20.5dBm,但會造成信號偏弱問題,可能會重啟,電量消耗更快,得不償失。
3、"常用1"與“常用2”模塊,電路均是未隔離設計,MCU電壓不穩定。
發射時電池電壓會抖動,即明顯下降(優其是低溫環境)
說明:電壓抖動會造成,MCU電壓不穩定,傳感器采集不準確;嚴重時會重啟系統。
4.1、能得到海思芯片底層代碼與完整系統;
4.2、對芯片底層設計進行優化,使模塊在低溫下仍能有效利用電池能量,最低可啟動電壓,低至1.8V,3.0鋰錳電池完全可匹配;
4.3、對芯片系統代碼調整,在異常時,其他模塊會射頻(整機)重啟(耗電);而(NX06;NX08)模塊僅關閉后臺電源不需整機重啟(省電),并有自動斷電功能(含有驅動功能);
4.4、對整體模塊系統進行了優化并隔離電路,使產品發射時電壓不抖動MCU穩定,采集信息準確,不至于重啟系統 ;
4.5、采用Panasonic-3.0V電池匹配,無需加電容,長期使用性及安全性更高,可以根據客戶需求進行訂制化設計 。
5. Panasonic-CR電池優勢
6. Panasonic-CR(3.0V鋰錳)NB-IOT產品中的應用型號:
CR-AG
CR-2/3AZ
7. Panasonic電池+NB-IOT模塊應用于物聯網水表
8. 總結
Panasonic-CR(3.0V鋰錳)電池比3.6V鋰亞電池在NB-IOT產品中應用更具如下優勢:
審核編輯黃昊宇
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