物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用產(chǎn)品主要有:智能水電氣熱表、煙感、地磁、智能門鎖等。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)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(yōu)點(diǎn):自放電小、放電平臺(tái)相對(duì)較高。)
1. 鋰錳(CR)與鋰亞(ER)電池:化學(xué)特性比較
小結(jié):從化學(xué)特性上判斷,Panasonic-CR(鋰錳)電池更適合于物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品長期應(yīng)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(jié):
1、稍大電流脈沖時(shí),ER電池電壓下降幅度大(鈍化現(xiàn)象),后果信號(hào)無法發(fā)出、后臺(tái)MCU反復(fù)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(chǔ)存內(nèi)阻差
備注:300KΩ放電約10uA電流
小結(jié):長期使用下,ER與普通CR電池內(nèi)阻上升明顯,而Panasonic-CR內(nèi)阻基本維持不變,有利于瞬間大電流脈沖與實(shí)際電量利用率。
2.3 鋰亞(ER)電池-放電終點(diǎn)無法監(jiān)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(jié)束時(shí)是陡然下降。尤其與電容配合使用時(shí)更明顯。無法監(jiān)測剩余電量。
而鋰錳(CR)電池則可監(jiān)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(guī)則的平穩(wěn)下降,尤其是Panasonic-CR電池的電壓與殘余容量是成正比關(guān)系??梢员O(jiān)測剩余電量。
小結(jié):采用Panasonic-CR電池,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可增加監(jiān)測剩余電量功能,提前預(yù)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(shè)計(jì)工程師要求電池廠匹配時(shí),多出30%的富余容量。是因?yàn)镋R電池的有效容量利用率相對(duì)偏低。而CR電池,尤其是Panasonic-CR就不會(huì)有這種現(xiàn)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(zhì)
鋰亞電池的原材料,含有毒物質(zhì),如果破裂,會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,對(duì)人體及環(huán)境有害,嚴(yán)重則會(huì)危及生命, 以下是嚴(yán)重案例。
~鋰錳(CR)電池的原材料,不含有害物質(zhì),是環(huán)保產(chǎn)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(diǎn)
1、"常用1"模塊,電壓太高,如遇低溫環(huán)境(電池工作電壓始終低于2.5V時(shí)),產(chǎn)品會(huì)失效。
2、"常用2"模塊,先升壓后降壓設(shè)計(jì),會(huì)造成發(fā)射效率低,導(dǎo)致功耗大,為了控制發(fā)射電流不過大,把功率降低到20.5dBm,但會(huì)造成信號(hào)偏弱問題,可能會(huì)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(shè)計(jì),MCU電壓不穩(wěn)定。
發(fā)射時(shí)電池電壓會(huì)抖動(dòng),即明顯下降(優(yōu)其是低溫環(huán)境)
說明:電壓抖動(dòng)會(huì)造成,MCU電壓不穩(wěn)定,傳感器采集不準(zhǔn)確;嚴(yán)重時(shí)會(huì)重啟系統(tǒng)。
4.1、能得到海思芯片底層代碼與完整系統(tǒng);
4.2、對(duì)芯片底層設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,使模塊在低溫下仍能有效利用電池能量,最低可啟動(dòng)電壓,低至1.8V,3.0鋰錳電池完全可匹配;
4.3、對(duì)芯片系統(tǒng)代碼調(diào)整,在異常時(shí),其他模塊會(huì)射頻(整機(jī))重啟(耗電);而(NX06;NX08)模塊僅關(guān)閉后臺(tái)電源不需整機(jī)重啟(省電),并有自動(dòng)斷電功能(含有驅(qū)動(dòng)功能);
4.4、對(duì)整體模塊系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化并隔離電路,使產(chǎn)品發(fā)射時(shí)電壓不抖動(dòng)MCU穩(wěn)定,采集信息準(zhǔn)確,不至于重啟系統(tǒng) ;
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(jù)客戶需求進(jìn)行訂制化設(shè)計(jì) 。
5. Panasonic-CR電池優(yōu)勢
6. Panasonic-CR(3.0V鋰錳)NB-IOT產(chǎn)品中的應(yīng)用型號(hào):
CR-AG
CR-2/3AZ
7. Panasonic電池+NB-IOT模塊應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)水表
8. 總結(jié)
Panasonic-CR(3.0V鋰錳)電池比3.6V鋰亞電池在NB-IOT產(chǎn)品中應(yīng)用更具如下優(yōu)勢:
審核編輯黃昊宇
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電池
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