Ventajas y beneficios del diseño para baterías IoT
Este diseño de referencia reduce el tamaño de la supertapa para ambos modos de transmisión en un factor de 20, lo que permite un paquete de baterías más pequeño con una vida útil más larga antes del reemplazo y una mayor fiabilidad. Esto también es valioso para otras aplicaciones de larga distancia que utilizan NB-IoT, como el seguimiento de activos o la agricultura inteligente.
La clave del diseño de referencia son las rutas separadas de alta y baja potencia, junto con un interruptor de carga programable. Esto está controlado por un microcontrolador de 16 bits que puede cambiar del modo de suspensión de baja potencia al modo de alta potencia para la transmisión.
En los modos de suspensión profunda o escucha, se deshabilita la ruta de alta potencia y se activa un circuito de alimentación de bajo coeficiente intelectual, basado en un regulador de baja caída (LDO) y un interruptor de alimentación de lado alto. Esto ayuda a prolongar la vida útil del paquete de baterías y la eficiencia general del sistema.
Para proporcionar la corriente máxima requerida durante el modo de alta potencia, este diseño utiliza una fuente de corriente lineal precisa y de bajo costo, MIC2039 para precargar el supercondensador justo antes del requisito de la fase de transmisión de alta potencia. Esto elimina la necesidad de herramientas especiales para el proceso de precarga de supercondensador en procesos de fabricación más eficientes y ahorra costos de limpieza relacionados.
El uso de esta fuente de corriente precisa para cargar el supercondensador de 470 mF da como resultado un tiempo de carga determinista o un tiempo de recuperación de carga que converge más rápido al voltaje del paquete de baterías que un diseño de resistencia-condensador (RC).
Los nuevos supercondensadores ayudan
MIC2039 tiene un límite de corriente de salida ajustable que es programable por resistencia de 0.2 a 2.5 A, así como una función de arranque rápido que permite sobretensiones momentáneas de alta corriente hasta el límite de corriente secundaria durante el arranque o mientras opera en estado estacionario.
Esto es útil para cargar cargas con altas corrientes de entrada, como condensadores para la fase de transmisión del enlace NB-IoT, y ayuda a optimizar el tamaño del supercondensador.
Este novedoso esquema de energía, ruta de alta potencia, emplea un paquete de baterías que carga el supercondensador a un voltaje cercano al voltaje del paquete de baterías (alrededor de 3,6 V). Y así, el supercondensador compensa las caídas de voltaje y la limitación de la fuente de corriente del paquete de baterías.
El supercondensador alimenta un convertidor elevador síncrono MIC2875 que funciona en modo de derivación o en modo elevador, dependiendo del voltaje cargado del supercondensador.
El convertidor elevador síncrono de 2 MHz regula el voltaje de salida de la ruta de alta potencia con un interruptor de 4.8 A y tiene una función de desconexión de carga bidireccional que evita cualquier corriente de fuga entre la entrada y la salida cuando el dispositivo está desactivado.
Este impulso CC-CC hace que el 100% de la capacidad de la batería sea utilizable, lo que prolonga aún más la vida útil del paquete de baterías o permite un paquete más pequeño. La función de refuerzo permite que el diseño funcione incluso cuando la batería está descargada por debajo de su voltaje nominal. Esto también evita sobrecargar el paquete de baterías, al tiempo que garantiza la carga más rápida y precisa. Un interruptor de carga desconecta la tapa superior del paquete de baterías para reducir la corriente de fuga cuando no se requiere alta potencia.
