CN210839051U - 一种双电源nb-iot设备供电装置和nb-iot设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双电源NB‑IOT设备供电装置和NB‑IOT设备。一种双电源NB‑IOT设备供电装置，包括第一电源模块、第二电源模块、储能模块；所述第一电源模块包括第一电源、与所述第一电源串联的第一限流隔离单元；所述第二电源模块包括第二电源、与所述第二电源串联的第二限流隔离单元；所述第一电源模块、所述第二电源模块分别与所述储能模块并联。相较于现有技术，本实用新型提供的一种双电源NB‑IOT设备供电装置，通过双电源模块对外供电，并使用限流隔离单元对电源进行保护，能够减少设备大电流工作对电源内部化学平衡造成的破坏，从而减少电池容量的损失，仅当两个电源同时故障时，才会停止供电，成本变化不大，设备的可靠性增加。

Description

一种双电源NB-IOT设备供电装置和NB-IOT设备

技术领域

本实用新型涉及NB-IOT设备供电领域，尤其涉及一种双电源NB-IOT设备供电装置和NB-IOT设备。

背景技术

移动通信正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联是必然趋势，然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足。相比蓝牙、ZigBee(紫蜂，一种短距离通讯技术)等短距离通信技术，移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性，能够带来更加丰富的应用场景，理应成为物联网的主要连接技术。

作为LTE(Long Term Evolution，长期演进)的演进型技术，4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率，还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数，支持M2M(Machine toMachine，数据算法模型)连接以及更低时延，将助推高清视频、VoLTE(Voice over Long-Term Evolution，长期演进语音承载)以及物联网等应用快速普及，蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖物联网市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术，其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点，使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存。

因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。对于电信运营商而言，车联网、智慧医疗、智能家居等物联网应用将产生连接，远远超过人与人之间的通信需求。

能量型锂亚硫酰氯电池的特点是安全性高，且能够长时间的在稳定的较高的电压平台(3.6V)上输出小电流。因此需要电池供电的NB-IOT设备往往采用能量型锂亚硫酰氯电池供电。但是目前，能量型锂亚硫酰氯电池供电的NB-IOT设备的电池使用寿命达不到预期设计要求，导致设备因电池失效造成的故障率高。现有方案采用能量型锂亚硫酰氯电池加大容量电容器的方法为设备供电，兼顾了NB-IOT设备的剧烈变化的电流需求和NB-IOT设备的长寿命需求。

申请号为201821475345.2的专利文献公开了一种NB-IOT通讯设备，其中包括了电源充放电管理模块，依旧使用传统的单电源为设备供电，即在设备工作中，因能量需求，需要储能模块能够提供大电流供电，此时单电源也参与大电流供电，因此具有以下不足：1、设备大电流工作时，电容器的电压下降，电池会输出大电流，会破坏电池的内部化学平衡，减少电池的可用容量，影响设备的使用寿命；2、受制于电池本身的可靠性，一旦电池故障，设备就会失效。

因此本领域存在极大不足，亟需发明人进行研发与创新。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种双电源NB-IOT设备供电装置和NB-IOT设备，能够避免电池在设备大电流工作的情况下发生故障，从而造成因电池故障导致设备失效的可能性，提高为设备寿命。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种双电源NB-IOT设备供电装置，包括第一电源模块、第二电源模块、储能模块；

所述第一电源模块包括第一电源、与所述第一电源串联的第一限流隔离单元；

所述第二电源模块包括第二电源、与所述第二电源串联的第二限流隔离单元；

所述第一电源模块、所述第二电源模块分别与所述储能模块并联。

优选的所述的双电源NB-IOT设备供电装置，所述第一限流隔离单元包括第一限流器、与所述第一限流器串联的第一隔离器；

所述第二限流隔离单元包括第二限流器、与所述第二限流器串联的第二隔离器。

优选的所述的双电源NB-IOT设备供电装置，所述第一限流器和所述第二限流器为相同的限流器，所述限流器包括限流电阻；

所述限流电阻的阻值计算公式为：

R＝(U_Dc-U_D-U_CMIN)/I_DCMAX；

其中，I_DCMAX为电源设计最大工作电流；U_CMIN为所述储能模块大电流工作时的最低电压；U_D为所述隔离器在I_DCMAX电流情况下的电压降；U_DC为电源工作电压。

优选的所述的双电源NB-IOT设备供电装置，所述第一隔离器与所述第二隔离器为相同的隔离器，所述隔离器包括隔离二极管。

优选的所述的双电源NB-IOT设备供电装置，所述储能模块包括储能电容，用于大电流供电。

优选的所述的双电源NB-IOT设备供电装置，还包括控制模块、通信模块；

所述控制模块分别与所述第一电源模块、所述第二电源模块连接，用于检测所述第一电源模块和所述第二电源模块是否正常工作；

所述通信模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的指令向服务器发送通信信息。

一种NB-IOT设备，包括所述的供电装置。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种双电源NB-IOT设备供电装置，通过双电源模块对设备供电，并使用限流隔离单元对电源进行保护，能够减少设备大电流工作对电源内部化学平衡造成的破坏，从而减少电池容量的损失，仅当两个电源同时故障时，才会停止供电，成本变化不大，设备的可靠性增加。

附图说明

图1是本实用新型提供的双电源NB-IOT设备供电装置的一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型提供的双电源NB-IOT设备供电装置的另一种实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型提供的双电源NB-IOT设备供电装置的一种实施例的电路图；

图4是本实用新型提供的双电源NB-IOT设备供电装置的另一种实施例的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请一并参阅图1-图4，本实用新型提供一种双电源NB-IOT设备供电装置，包括第一电源模块1、第二电源模块2、储能模块3；

所述第一电源模块1包括第一电源11、与所述第一电源11串联的第一限流隔离单元12；

所述第二电源模块2包括第二电源21、与所述第二电源21串联的第二限流隔离单元22；

所述第一电源模块1、所述第二电源模块2分别与所述储能模块3并联。

作为优选方案，本实施例中，所述第一限流隔离单元12包括第一限流器(未示图)、与所述第一限流器串联的第一隔离器(未示图)；

所述第二限流隔离单元22包括第二限流器(未示图)、与所述第二限流器串联的第二隔离器(未示图)。

作为优选方案，本实施例中，所述第一隔离器与所述第二隔离器为相同的隔离器，所述隔离器包括隔离二极管D1/D2。

具体的，应当说明的是，所述第一/二电源优选为锂电池；本实施例中，设备正常运行中，对于设备供电的是所述储能模块3，所述第一/二电源模块主要为所述储能模块3进行充电，分别使用所述第一/二限流隔离单元进行控制，这样可以保证的是电源对外的电压不变，同时所述储能模块3在正常供电的情况下可以快速储能，当设备需要对外发送数据时，可以及时大电流供电，同时不会造成电源的损坏；而且，即使其中一个电源模块损坏，所造成的结果仅仅是电流降低了，但是电源电压不变，这时设备依然能够正常运行，及时更换损坏的电源即可完成对设备的修复。所述第一电源11和所述第二电源21为相同的电源DC1/DC2，优选为直流电源，例如能量型锂亚硫酰氯电池，具有大容量、长寿命、对大电流敏感等特征；所述隔离二极管D1/D2优选为肖特基二极管。应当说明的是，所述隔离器可以只包括一个隔离二极管用来隔离所述第一电源11和所述第二电源21，也可以使用本领域中其他的隔离电路辅助保护电源，用于防止电流串行，尤其在设备大电流工作的情况下损坏电源。

应当说明的是，图3-图4中，电路图中的虚线位置为NB-IOT设备负载。

作为优选方案，本实施例中，所述第一限流器和所述第二限流器为相同的限流器，所述限流器包括限流电阻R1/R2；

所述限流电阻R1/R2的阻值计算公式为：

R＝(U_DC-U_D-U_CMIN)/I_DCMAX；

其中，I_DCMAX为电源设计最大工作电流；U_CMIN为所述储能模块3大电流工作时的最低电压；U_D为所述隔离器在I_DCMAX电流情况下的电压降；U_DC为电源工作电压，所述电源工作电源一般为3.6V，具体的视情况而定。

所述储能模块3包括储能电容C1，用于对外大电流供电。

具体的，在设备处于正常工作的情况下，例如NB-IOT设备向外发送通讯信息，就会使用储能模块3的大电流工作，所述限流器是为了保护电源不受损害，因此，所述限流电阻R1/R2的阻值尤为重要，需要为不同的设备指定不同的规格参数，同时不同的电源规格也需要配备不同的限流电阻R1/R2。应当说明的是，所述限流器中可以只包括限流电阻，也可以包括其他保护性电路，此处所述其他保护性电路为本领域常用保护电路设计。

所述限流电阻的功能是为了防止设备工作过程中，大电流串行，对电源内部造成损害，导致电源寿命太短，进而影响设备的正常运行。本实施例中，优选的限流电阻R1/R2的阻值为47-4700Ω。

还包括控制模块、通信模块；

所述控制模块分别与所述第一电源模块1、所述第二电源模块2连接，用于检测所述第一电源模块1和所述第二电源模块2是否正常工作；

所述通信模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的指令向服务器发送通信信息。

实施例2

本实用新型还提供一种NB-IOT设备，包括所述的供电装置。

相对于普通的供电方案，成本变化不大，更充分的利用了电池的可用容量，降低了因电池本身故障造成的设备失效，提高设备的供电可靠性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种双电源NB-IOT设备供电装置，其特征在于，包括第一电源模块、第二电源模块、储能模块；

所述第一电源模块包括第一电源、与所述第一电源串联的第一限流隔离单元；

所述第二电源模块包括第二电源、与所述第二电源串联的第二限流隔离单元；

所述第一电源模块、所述第二电源模块分别与所述储能模块并联。

2.根据权利要求1所述的双电源NB-IOT设备供电装置，其特征在于，所述第一限流隔离单元包括第一限流器、与所述第一限流器串联的第一隔离器；

所述第二限流隔离单元包括第二限流器、与所述第二限流器串联的第二隔离器。

3.根据权利要求2所述的双电源NB-IOT设备供电装置，其特征在于，所述第一限流器和所述第二限流器为相同的限流器，所述限流器包括限流电阻；

所述限流电阻的阻值计算公式为：

R＝(U_DC-U_D-U_CMIN)/I_DCMAX；

其中，I_DCMAX为电源设计最大工作电流；U_CMIN为所述储能模块大电流工作时的最低电压；U_D为所述隔离器在I_DCMAX电流情况下的电压降；U_DC为电源工作电压。

4.根据权利要求2所述的双电源NB-IOT设备供电装置，其特征在于，所述第一隔离器与所述第二隔离器为相同的隔离器，所述隔离器包括隔离二极管。

5.根据权利要求1所述的双电源NB-IOT设备供电装置，其特征在于，所述储能模块包括储能电容，用于大电流供电。

6.根据权利要求1所述的双电源NB-IOT设备供电装置，其特征在于，还包括控制模块、通信模块；

所述控制模块分别与所述第一电源模块、所述第二电源模块连接，用于检测所述第一电源模块和所述第二电源模块是否正常工作；

所述通信模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的指令向服务器发送通信信息。

7.一种NB-IOT设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的供电装置。

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