リチウムコインセルCR2032バッテリーの仕様


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CR2032バッテリーモジュールを使用してBLE 4.1モジュールを操作しています。通信用のBLE無線は、約3.5ma〜5maの電流を消費します。しかし、バッテリーのデータシート(https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/maxell_cr2032_datasheet.pdf)を見ると、公称放電電流が0.2mAであることがわかります。

私の質問は、BLE通信中、電流が約5mAのとき、このバッテリーはこの電流を供給できるのでしょうか?また、公称放電電流値はどのような目的で表示されますか?

回答:


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ワイヤレスセンサーネットワークのエネルギー管理に関する博士論文を作成し、CR2032バッテリーを使用してセンサーノードを操作していました。ノードを自分で設計しました(私のスーパーバイザーがPCBを設計し、ファームウェアとすべてのエネルギー関連のテストを設計しました)。

新しいCR2032セルから100mAのピークを引き出すことができると、上記の人々が言っ​​ていることを確認できます。しかし、彼らが言うように、mAhで公称容量を得るには、指定された公称電流と温度で放電する必要があります。

私が取り組んでいたセンサーノードは、送信時に27-35mAを消費しました。ただし、送信は1分に1度、110〜140ミリ秒続きました。CapXXの75mFスーパーキャップと並行して単一のCR2032を使用する室温で、CR2032の定格容量の約87%を使用することができました(テストされたノードは平均99日間機能していました)。RenataのCR2032を使用しました。スーパーキャパシタを使用しない同じセットアップでは、平均で約10〜15日間の機能時間が短縮されます。ただし、動作温度を下げる場合は、スーパーキャップが重要になります!!! (-30°Cまでのテストで行いました)

より高い電流で放電すると、バッテリーから指定されたエネルギーよりも少ないエネルギーしか得られなくなります。電流ピークにより電圧降下が発生し、その電圧降下がブラウンアウト電圧を下回ると、回路がリセットされます。言うまでもなく、セルにはまだいくらかのエネルギーが残っています。この問題を回避するには、スーパーキャパシタを追加して、送信電流のピーク(電圧降下)を平坦化します。

だが:

  • スーパーキャパシタは高価です
  • 低リーク電流とCapXXなどのバランス回路を備えたものが必要です(1〜2uAの範囲のリーク電流があります)

高リーク電流のスーパーキャパシタは、デバイスに数日または数週間電力を供給する必要がある場合、良いよりも害が大きくなります。

また、必要に応じてCR2032を並列に接続することをnotしないでください。スペースがある場合は、基本的に現在の容量を2倍にします。

そうは言っても、このようなアプリケーションでのエネルギー管理を改善するために、この世界ではまだやるべきことが山ほどあります。


詳細をありがとう。ここで47uFの大きな値のTantulam Capをバッテリーに接続すると、BLE通信中にコンデンサーが電源になり、電流を提供するBLE広告中に放電するため、どこかで読んだことがあります。もしそうなら、電力を最小化できるかどうか?
バイラルエンベデッド

1
ローテックは、マイクロファラッドではなく、ミリファラッドの範囲のスーパーキャップについて話しました。
CherryDT

2
47 –100μFがすでに役立つはずです。SiLabsは、BGM111 Bluetoothモジュールにも推奨しています。データシートを引用するには、「コイン型電池は高ピーク電流(15 mA以上)に耐えることができません。ピーク電流が15ミリアンペアを超えている場合、それは場所47にお勧めします- 。バッテリーの寿命を改善するためのコイン型電池と並列に100μFコンデンサ」
マイケル・

1
CR2032セルを並列に接続する必要があるデバイスを販売することをheします。そして、CR3032が常にあります。
fgrieu

@ViralEmbedded:送信中の現在の消費プロファイルは非常に役立ちます。高速で消費電流をサンプリングしていますか?DAQマルチメーターを使用して、これを50ksps(1秒あたり50'000サンプル)で行いました。伝送電流がわずか5mAであることに驚いています-10mA以上を期待しています。
ローテック

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データシートから:

  • 公称容量は、20 degの公称放電電流で放電したときに電圧が2.0 Vに低下するまでの時間を示します。C

したがって、安定した0.2mAで放電すると、220mAhの容量、つまり1100時間になります。より高いレートで放電すると、バッテリーの容量が減少します。BLEが5mAにパルスするため、パルスもこれに影響します。残りの時間は描画されていないが、わずか数秒で5mAのパルスを入力すると、0.2mAの同等の描画が発生する可能性があります。

パルス放電というラベルの付いたグラフを見ると、300Ωの5秒パルス、つまり10mA @ 3Vが表示されています。このようなパルス放電は、バッテリーの寿命にわたって総容量減らします公称220mAhから約180mAhに減らします。

2つの直接的な質問に答えるには:

  1. 一般的なCR2032は、5 mAよりはるかに多くの電流をソースできます。1時間以内に100mAを引き出すことができますが、高ESRであることに注意してください。

  2. 公称電流は、バッテリーの基本寿命を確立するためのものです。CR2032および一般的なコインセルは、リアルタイムクロックやデータのバッテリーバックアップなど、低電流で長寿命のアプリケーション向けです。重い負荷に電力を供給するためのものではありません。


2つの小さなコメント。1つ目は、技術的には、押し出された容量がグラフから160mAhと見なされることです。2つ目は、100mAで典型的なMnO-Liコイン型セルがサイズに応じて1.5V以下に低下する可能性がまったくないことです。
-Asmyldof

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@Asmyldof私が家の火事に追われただけでなかったら、最大の引き分けを試してみようと思います。しかし、160mAhに関しては、バッテリーの公称寿命は2.5Vではなく2Vに定義されています。グラフによると、188mAhに近い。(切り捨て)
通行人

現在の機能については、キーチェーンで直接2000年品質の青色または初期白色LEDを提供する2つの2032を検討してください。30mAで1.8Vに低下しない場合、これらのLEDは確実に燃焼します。退院については、あなたが正しいことのできる複雑な議論です。しかし、そのノートは公称電流と公称温度で公称表示を強調しますが、そのシナリオではどれも正確に機能していないため、その場合の2.5Vと2Vの差は1%程度です。一般に、変化率が非直線ベンドを超えると、予測でバッテリーが信頼できなくなります。
アスミルドフ

4
@Passerby家の火?:-oリチウム電池の過放電によるものではありませんか?
nekomatic

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答えはデータシートのこのグラフにあると思います:

ここに画像の説明を入力してください

3V÷300Ω時)、5秒を、あなたは電圧が時間をかけてより落ちる表示され、バッテリーの全体的な容量が削減されます。

(これは、バッテリーの内部抵抗でより多くの電力が消費されるためです。しかし、容量が少なくても大丈夫なようです)

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