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Panasonic松下鋰錳電池在NB-IOT產(chǎn)品中的應(yīng)用方案之一

唐輝電子 ? 2022-12-08 09:34 ? 次閱讀

物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用產(chǎn)品主要有:智能電氣熱表、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:自放電小、放電平臺相對較高。)

1. 鋰錳(CR)與鋰亞(ER)電池:化學(xué)特性比較

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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

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小結(jié):

1、稍大電流脈沖時,ER電池電壓下降幅度大(鈍化現(xiàn)象),后果信號無法發(fā)出、后臺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-長期使用或儲存內(nèi)阻差

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備注:300KΩ放電約10uA電流

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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際電量利用率。

2.3 鋰亞(ER)電池-放電終點無法監(jiān)測

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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)束時是陡然下降。尤其與電容配合使用時更明顯。無法監(jiān)測剩余電量。

而鋰錳(CR)電池則可監(jiān)測

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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。可以監(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

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特別提醒:采用ER(鋰亞)電池,設(shè)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(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,會產(chǎn)生有毒氣體,對人體及環(huán)境有害,嚴(yán)重則會危及生命, 以下是嚴(yán)重案例。

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~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

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3. 目前市面上常用NB-IOT模塊及其問題點

電路設(shè)計未隔離

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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),產(chǎn)品會失效。

2、"常用2"模塊,先升壓后降壓設(shè)計,會造成發(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(shè)計,MCU電壓不穩(wěn)定。

發(fā)射時電池電壓會抖動,即明顯下降(優(yōu)其是低溫環(huán)境)

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說明:電壓抖動會造成,MCU電壓不穩(wěn)定,傳感器采集不準(zhǔn)確;嚴(yán)重時會重啟系統(tǒng)。

4. 基于華為海思芯片NB-IOT模組的優(yōu)勢

4.1、能得到海思芯片底層代碼與完整系統(tǒng);

4.2、對芯片底層設(shè)計進行優(yōu)化,使模塊在低溫下仍能有效利用電池能量,最低可啟動電壓,低至1.8V,3.0鋰錳電池完全可匹配;

4.3、對芯片系統(tǒng)代碼調(diào)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(guān)閉后臺電源不需整機重啟(省電),并有自動斷電功能(含有驅(qū)動功能);

4.4、對整體模塊系統(tǒng)進行了優(yōu)化并隔離電路,使產(chǎn)品發(fā)射時電壓不抖動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)客戶需求進行訂制化設(shè)計 。

5. Panasonic-CR電池優(yōu)勢

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6. Panasonic-CR(3.0V鋰錳)NB-IOT產(chǎn)品中的應(yīng)用型號:

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CR-AG

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CR-2/3AZ

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7. Panasonic電池+NB-IOT模塊應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)水表

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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:

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