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Cat.1模组功耗介绍

  Cat.1模组的功耗情况如下:

  •   待机功耗:Cat.1模组的待机功耗较低,平均值为2.7μA,与NB-IoT PSM待机功耗基本一致,待机时长可达5-8年。然而,有证据表明Cat.1模组的待机功耗可能达到几毫安,这显然无法满足电池长期待机的需求。
  •   关机和休眠模式下的功耗:在关机状态下,Cat.1模组的功耗为20uA,在休眠状态下为3mA。另一份资料提到休眠模式下的最低功耗为2-3mA。
  •   PSM(Power Save Mode)功能:部分Cat.1模组支持PSM功能,以进一步降低功耗。例如,有方Cat.1模组在睡眠模式下的功耗低于5mA。
  •   其他低功耗特性:一些Cat.1模组通过优化芯片、网络和平台等端到端解决方案,实现了超低功耗特性,适用于需要长时间电池寿命的应用场景。
  •   对比其他技术:与LoRa相比,Cat.1在某些应用场景下可能不是最理想的低功耗选择,但结合LoRa和Cat.1可以形成互补的网络架构,以满足不同的低功耗需求。

  Cat.1模组的功耗表现因具体型号和应用场景而异,但普遍具有较低的待机功耗和多种低功耗模式,适合于需要长时间电池寿命的物联网应用。

  一、 Cat.1模组在不同应用场景下的待机功耗是多少?

  Cat.1模组在不同应用场景下的待机功耗有显著差异,主要取决于其工作模式和具体设计。以下是几种情况的总结:

  1. 标准Cat.1模组

  根据ML160R小型化LTE Cat.1模组的数据,待机功耗为13.5mA@3.8V。

  另有证据指出当前Cat.1模组的待机功耗可达几毫安,无法满足电池长期待机的需求。

  2. PSM(Power Save Mode)模式

  在PSM模式下,广和通发布的Cat.1模组LE270-CN的待机功耗低至2.5uA,在IDLE态下小于100uA,确保TCP保活1分钟心跳的典型场景平均功耗小于2mA。

  雁飞Cat1 bis PSM低功耗特性测试表明,激活PSM后,待机时长可由原来的1个月延长到5-8年。

  3. 新一代制程技术

  采用22nm新一代制程技术的Cat.1模组在EC618基础上进一步大幅降低连接态及DRX待机功耗,但具体数值未提供。

  Cat.1模组在标准模式下的待机功耗较高,而在PSM模式下则能显著降低功耗,适用于需要长时间待机的应用场景。

  二、 Cat.1模组的PSM功能如何影响其整体功耗和电池寿命?

  Cat.1模组的PSM(Power Save Mode)功能对其整体功耗和电池寿命有显著影响。在PSM模式下,设备会进入深度睡眠状态,与网络保持同步,从而避免了设备定期打开无线电检查RX寻呼事件所消耗的能量。这种低功耗状态不仅减少了能量消耗,还延长了设备的电池寿命。

  具体来说,当Cat.1模组进入PSM模式时,其电流功耗可以非常低,例如广和通Cat.1模组在进入PSM模式时,通过管脚对模组进行唤醒,电流功耗不高于3uA。这种极低的功耗状态使得设备能够在大部分时间内处于极地功耗状态,从而保证电池的使用寿命。

  此外,PSM模式是一种比休眠模式功耗更低的低功耗模式,其硬件原理是模组关机+RTC闹钟唤醒。这种模式下,设备在大部分时间里都处于关机状态,只有在预定的时间由RTC闹钟唤醒后才重新启动通信功能,从而极大地降低了功耗。

  三、 与Cat.1相比,LoRa技术在低功耗应用中的表现如何?

  与Cat.1相比,LoRa技术在低功耗应用中的表现更为出色。根据,LoRa模块的运行和发送功耗更低,尤其是在高速率模式下。这表明LoRa技术在保持通信质量的同时,能够实现更长的电池寿命,这对于依赖电池供电的物联网设备来说是一个显著优势。此外,也强调了LoRa技术的超低功耗特性,如终端设备的接收电流只有10mA,休眠时的电流仅为200nA,以及休眠电流小于1.8UA,这些数据进一步证明了LoRa在低功耗应用中的优越性。

  四、 Cat.1模组在关机和休眠模式下的功耗与其他IoT模块相比有何优势或劣势?

  Cat.1模组在关机和休眠模式下的功耗与其他IoT模块相比具有一定的优势和劣势。

  从关机模式来看,Cat.1模组的功耗为12 μA,这表明其在关机状态下非常节能。相比之下,其他一些IoT模块可能需要更高的功耗以维持基本的硬件运行。

  在休眠模式下,Cat.1模组的表现也较为出色。根据移远通信的数据,Cat.1模组在LTE休眠(PF = 128)模式下的典型功耗为1.7 mA,在PF = 256时为1.4 mA。虽然这些数值略高于NB-IoT模块在相同条件下的功耗,但Cat.1模组仍然能够提供相对较低的功耗表现。例如,某些NB-IoT设备在休眠状态下可能无法被服务器找到,只能等待终端唤醒。

  然而,Cat.1模组在断电模式下的功耗优于NB-IoT模块,这意味着在长时间不活动的情况下,Cat.1模组可以更有效地节省电量。这对于需要长期部署且对电源依赖性高的物联网应用来说是一个显著的优势。

  Cat.1模组在关机和休眠模式下表现出较低的功耗,这使其在低功耗物联网领域中具有竞争力。

  五、 如何优化Cat.1模组的设计以进一步降低功耗并延长电池寿命?

  要优化Cat.1模组的设计以进一步降低功耗并延长电池寿命,可以采取以下几种策略:

  •   电源门控技术(Power Gating) :通过在不需要时关闭电源门控,可以显著减少静态功耗。
  •   多电压供电技术(Multi-Voltage Domains) :系统的功耗与电压的平方成正比,因此减小工作电压可以有效降低功耗。
  •   门控时钟技术(Clock Gating) :通过在不使用时关闭时钟信号,可以将动态功耗降为零。
  •   动态电压频率调整技术(DVFS) :根据需要动态调整电压和频率,可以在性能和功耗之间找到最佳平衡点。
  •   寄存器传输级降低功耗技术:通过优化寄存器传输级的设计,减少不必要的数据传输和处理,从而降低功耗。

  适当的电池护理:在长期存放时保持一半电量,避免完全充电或完全放电,并将设备置于阴凉而不潮湿的环境中,这些措施都有助于延长锂电池的使用寿命。

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