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Panasonic松下锂锰电池在NB-IOT产品中的应用方案之一

品牌:Panasonic松下 标价:手机/微信 13816691297

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产品介绍

  物联网终端应用产品主要有:智能水电气热表、烟感、地磁、智能门锁等。物联网产品,都需要合适的电池作为主电源。目前主电源主要采用以下两种电池:

1、3.6V锂亚(ER)电池+电容

2、3.0V锂锰(CR)电池

(他们共同优点:自放电小、放电平台相对较高。)


锂锰(CR)与锂亚(ER)电池:化学特性比较

小结:从化学特性上判断,Panasonic-CR(锂锰)电池更适合于物联网终端产品长期应用。



锂亚(ER)电池存在的问题


一、锂亚(ER)电池-脉冲能力差

小结:

     1、稍大电流脉冲时,ER电池电压下降幅度大(钝化现象),后果信号无法发出、后台MCU反复重启;

      2、ER电池+电容,可以缓解掉电压问题,但也有明显弊端(后面详解);

      3、采用Panasonic-CR电池,可以满足大电流脉冲。


二、锂亚(ER)电池-长期使用或储存内阻差

备注:300KΩ放电约10uA电流

   小结:长期使用下,ER与普通CR电池内阻上升明显,而Panasonic-CR内阻基本维持不变,有利于瞬间大电流脉冲与实际电量利用率。


三、锂亚(ER)电池-放电终点无法监测

3.6V ER电池放电曲线如上图所示



      ER电池放电曲线基本都是平的结束时是陡然下降。尤其与电容配合使用时更明显。无法监测剩余电量。


而锂锰(CR)电池则可监测


Panasonic-CR3.0V电池放电曲线如上图所示



      CR电池的放电至50%后电压有规则的平稳下降,尤其是Panasonic-CR电池的电压与残余容量是成正比关系。可以监测剩余电量。


     小结:采用Panasonic-CR电池,物联网产品可增加监测剩余电量功能,提前预警。



四、锂亚(ER)电池-有效使用容量利用率低

   特别提醒:采用ER(锂亚)电池,设计工程师要求电池厂匹配时,多出30%的富余容量。是因为ER电池的有效容量利用率相对偏低。而CR电池,尤其是Panasonic-CR就不会有这种现象 (有效容量利用率在95%以上)。


五、锂亚(ER)电池-含有有毒物质

 锂亚电池的原材料,含有毒物质,如果破裂,会产生有毒气体,对人体及环境有害,严重则会危及生命, 以下是严重案例。

~锂锰(CR)电池的原材料,不含有害物质,是环保产品。


六、锂亚(ER)电池-配合电容使用存在诸多隐患



目前市面上常用NB-IOT模块及其问题点

电路设计未隔离


    1、"常用1"模块,电压太高,如遇低温环境(电池工作电压始终低于2.5V时),产品会失效。


      2、"常用2"模块,先升压后降压设计,会造成发射效率低,导致功耗大,为了控制发射电流不过大,把功率降低到20.5dBm,但会造成信号偏弱问题,可能会重启,电量消耗更快,得不偿失。


      3、"常用1"与“常用2”模块,电路均是未隔离设计,MCU电压不稳定。


发射时电池电压会抖动,即明显下降(优其是低温环境)

  说明:电压抖动会造成,MCU电压不稳定,传感器采集不准确;严重时会重启系统。



基于华为海思芯片NB-IOT模组的优势


1、能得到海思芯片底层代码与完整系统;

2、对芯片底层设计进行优化,使模块在低温下仍能有效利用电池能量,最低可启动电压,低至1.8V,3.0锂锰电池完全可匹配;

3、对芯片系统代码调整,在异常时,其他模块会射频(整机)重启(耗电);而(NX06;NX08)模块仅关闭后台电源不需整机重启(省电),并有自动断电功能(含有驱动功能);

4、对整体模块系统进行了优化并隔离电路,使产品发射时电压不抖动MCU稳定,采集信息准确,不至于重启系统 ;

5、采用Panasonic-3.0V电池匹配,无需加电容,长期使用性及安全性更高,可以根据客户需求进行订制化设计 。


Panasonic-CR电池优势



Panasonic-CR(3.0V锂锰)NB-IOT产品中的应用型号:



Panasonic电池+NB-IOT模块应用于物联网水表

总结

Panasonic-CR(3.0V锂锰)电池比3.6V锂亚电池在NB-IOT产品中应用更具如下优势:


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