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。)
1. 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。
2. 锂亚(ER)电池存在的问题
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 锂亚(ER)电池-有效使用容量利用率低
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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)。
2.5 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。
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~锂锰(CR)电池的原材料,不含有害物质,是环保产品。
2.6 锂亚(ER)电池-配合电容使用存在诸多隐患

3. 目前市面上常用NB-IOT模块及其问题点
电路设计未隔离
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
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)
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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。
4.1、能得到海思芯片底层代码与完整系统;
4.2、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;
4.3、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);
4.4、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 ;
4.5、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 。
5. Panasonic-CR电池优势
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6. Panasonic-CR(3.0V锂锰)NB-IOT产品中的应用型号:
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CR-AG
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CR-2/3AZ
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7. Panasonic电池+NB-IOT模块应用于物联网水表

8. 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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