La batería primaria muere después de 5 meses en lugar de 25

Question

Hemos diseñado un PCB con ultra baja potencia del módulo Bluetooth con el objetivo de ejecutarlo en pilas durante aproximadamente 2 años. Hemos medido el consumo de energía, es 400uA en promedio con 20ms picos en 3mA cada 500ms.

Nosotros elegimos poner 3 baterías alcalinas tamaño C nominal de 7'200mAh en serie. Nuestra gama de voltaje de trabajo es de entre 5 v a 2V. Por lo tanto estamos a la espera de 18'000 horas de autonomía, yo.e 25 meses.

El problema: después de 5 meses de haberse encendido, el sistema ha dejado de funcionar. Nos enteramos de que una de las tres baterías está completamente muerto, mientras que los otros dos todavía tiene algo de poder (1.3 V para vivos y -0.6 V para los muertos). Se midieron las impedancias entre las baterías de los conectores, nada por debajo de MOhm.

La pregunta es: ¿por qué son estas baterías morir después de sólo 5 meses? Estamos de mala suerte con estas baterías? no es muy probable, ya que ocurre en alrededor de 5 dispositivos. No se ve como no hay ningún consumo de energía no deseados, la hemos medido con un amplificador-medidor en serie con una fuente de alimentación externa), y también mediante la adición de un 330 Ohm resistor en serie de la real baterías para ser capaz de ver los picos con un osciloscopio, los resultados fueron consistentes. ¿Qué nos falta?

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Edit: Más detalles sobre la medición de corriente

Una primera medida que se ha hecho la sustitución de las 3 celdas con una fuente de alimentación y un amp-medidor en serie. con esto, hemos sido capaces de cambiar fácilmente la tensión de alimentación para ver cómo la corriente estaba cambiando. Ella fue la esperada, es decir, alrededor de 400uA con 4.5 V y sobre 600uA con 3.3 V que representen la mayoría del tiempo con células reales.

Una segunda medida que se ha hecho mediante la adición de un 330 Ohm resistor en serie de las células y se observó que el voltaje en el resistor con un osciloscopio. Hicimos la medición con células reales y una fuente de alimentación. Mismo promedios se encontró que con el método anterior. y hemos sido capaces de ver la 3mA picos. Se observó que la señal durante unos 15 minutos sin ningún tipo de irregularidades. Ver osciloscopio captura de pantalla de abajo para más detalles.

^{simular este circuito}

El dispositivo se está ejecutando en el mismo estado y el medio ambiente durante estos medición de uso real en la que se descubrió la corta vida de la batería.

Answer 1

Un par de observaciones:

• Tal vez una de las celdas era defectuosa o con menos-de-spec capacidad, todavía tenía que entregar la misma corriente como los demás y consiguió agotan más rápido. Después de la caída de voltaje a un valor inferior, el regulador comenzó a pedir más actual de la aceleración de la fuga.

• Para la ultra de baja potencia de las aplicaciones, 400 uA es un poco alto como una línea de base de consumo. El módulo Bluetooth y el microcontrolador debe tener sub-uA o pocos-uA nivel de suspensión el modo de consumo, tal vez usted puede mirar en la optimización. Una vez que yo era el diagnóstico de una baja potencia del nodo inalámbrico, para encontrar que el flotante de entrada de los pines en el microcontrolador fueron causantes de la mayoría de la sueño-el modo de consumo de corriente (alrededor de 100 uA); después de la revisión, se puso a 0.1 uA.