Литиевые батарейки FANSO для беспроводных извещателей

Пожарно-охранная сигнализация является комплексом из пожарных извещателей, охранных датчиков и приемно-контрольных устройств (панели управления и пульта). Наиболее удобный и простой монтаж сигнализации выполняется с помощью беспроводных сенсоров с автономным питанием, например, от литиевого элемента, выбор которого определяет надежность всей пожарно-охранной системы. Такие батарейки с химическими основами LiSOCl2 (литий-тионилхлорид) и LiMnO2 (литий-диоксидмарганец), выполненные как в классическом варианте, так и с проводными выводами или для сквозного монтажа, предлагает компания FANSO — один из мировых лидеров в производстве первичных химических источников тока.

Долговременная работа беспроводного извещателя возможна благодаря тому, что контроль медленных событий (возникновения пожара, утечки газа, затопления, несанкционированного доступа и прочих) не нуждается в постоянном анализе и передаче данных. Достаточно опрашивать сенсор в определенные промежутки времени (рис. 1) с таким периодом, чтобы гарантированно не пропустить событие и не потерять актуальности реакции на него. Кроме того, пульт и датчик эпизодически обмениваются сервисной информацией для наблюдения за исправностью извещателя, изменения каких-либо настроек и проверки необходимости замены элемента питания. Потребление энергии беспроводным датчиком происходит лишь в небольшой процент времени (сотые доли секунды). Таким образом, срок службы извещателя значительно увеличивается и в некоторых случаях приближается к периоду эксплуатации литиевых батареек — 10 лет (и более, если элемент изготовлен в максимально герметичном металлостеклянном корпусе).
 
Рис. 1. Периоды работы беспроводного датчика

Следует отметить, что не все типы пожарных извещателей могут иметь автономное питание. Например, аспирационные датчики раннего обнаружения возгорания постоянно прокачивают через камеру анализируемый воздух, потребляя мощность в несколько десятков Вт, что находится за пределами возможностей батарейного питания.

При выборе источника тока необходимо обращать внимание не только на его качество, но и на способность работать в устройстве с импульсным энергопотреблением (рис. 2), условия окружающей среды и, если требуется, учитывать проведение депассивации.
 
Рис. 2. Импульс потребления тока микроконтроллером беспроводного датчика

Основными общими параметрами батарейки являются номинальное напряжение, температура эксплуатации, максимальные постоянный и импульсный токи нагрузки, подверженность пассивации. На эти параметры влияет как химический состав (LiSOCl2 либо LiMnO2), так и конструкция (спиральная или бобинная).

Характеристики батареек на основе диоксида марганца:

• Номинальное напряжение 3 В;
• Незначительная пассивация;
• Большая токоотдача;
• Отсутствие риска повышенного давления в корпусе;
• Температура эксплуатации -40...70°С для спиральной конструкции и -40...85°С - для бобинной.

Самым популярным представителем этих батареек является CR123A (рис. 3, спиральная конструкция).

 
Рис. 3. Литиевая батарейка CR123A

Характеристики батареек на основе тионилхлорида:

• Номинальное напряжение 3,6 В
• Требуется депассивация при длительном хранении;
• Токоотдача меньше, но энергоемкость больше чем у диоксид-марганцевых;
• Температура эксплуатации -45...80°С для спиральной и -55...85°С для бобинной конструкции.

От конструктива зависит не только диапазон рабочей температуры, но и энергоемкость (у бобинной батарейки она больше), ток нагрузки (у спиральной - выше), а также значение тока саморазряда, в чем лидерами являются элементы бобинного типа, например, ER14505H (рис. 4).

 
Рис. 4. Литиевая батарейка ER14505H для установки на плату

Залогом долгой работы беспроводного датчика являются и условия хранения литиевых элементов: температура не выше 23…25°С, влажность воздуха в пределах 40…80%. Более высокая влажность из-за неполной герметичности корпуса приведет к более быстрой деградации элемента. Хранение батареек на основе тионилхлорида дольше полугода вызовет пассивацию — появление на аноде пленки из хлорида лития. Она обладает высоким сопротивлением, что, с одной стороны, уменьшает саморазряд (потеря в емкости составит 10...15% после 10 лет хранения), а с другой — препятствует выдаче количества тока, необходимого для работы датчика. Поэтому перед установкой такую батарейку подвергают процессу депассивации: нагрузкой сопротивлением в течение 20 минут, не превышая указанного тока (таблица 1).

Таблица 1. Параметры нагрузки и проверки депассивации батареек (LiSOCl2) производства FANSO
 

Через 1 час необходимо снова подключить нагрузку и измерить напряжение. Его соответствие указанному в таблице 1 является показателем успешной депассивации элемента.

Неисправные и закончившие срок службы литиевые батарейки из-за токсичности утилизируются специальным образом. Выбрасывание таких элементов тока вместе с бытовым мусором приводит к загрязнению окружающей среды.
 

Производители: EVE Energy, FANSO EVE Energy

Разделы: Батареи тионил-хлоридные (Li-SOCl2)

Опубликовано: 06.05.2025