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像 CR2032 這樣的鋰紐扣電池在眾多的便攜式電子產品應用中得到了普遍使用，其中許多應用都需要更換電池。為了方便終端用戶使用，設計者必須確保紐扣電池是安裝在電池座中的，且能夠簡單、快速地進行更換。同時，電池座設計必須堅固，即使在有沖擊和振動的情況下也能保持與電池的良好連接。電池座還必須能夠安全地固定電池，并防止意外短路。 在制造方面，電池座必須設計成便于自動貼放的結構，連接要能明確分開。電池固定結構設計應提供表面安裝或通孔安裝選擇。 本文將介紹這些電池座背后的設計概念，回顧其獨特功能和優勢，并探討選擇紐扣電池座時應注意的設計考量。然后介紹并展示如何應用 Memory Protection Devices (MPD) 的 Snap Dragon 系列紐扣電池座，并說明該系列是如何使用非導電卡入蓋來解決設計者擔憂的。 Snap Dragon 概念 為了滿足這些設計要求，MPD 推出了 Snap Dragon 系列，這是一個全新的電池座類別。這些產品通過使用一個鎖定式卡扣蓋，防止因沖擊、振動和跌落使電池移位或導致間歇性連接，大大增加了敞開式紐扣電池座的可靠性。出于方便用戶使用的目的，按一下即可拆除蓋板，從而實現快速、輕松的電池更換。 在制造方面，該器件的液晶聚合物 (LCP) 基體可以容忍高溫回流焊接工藝。卡入式蓋子的設計不僅是為了方便使用，因為使用的是聚丙烯材料，意味著它足夠堅固和靈活，可以隨著時間的推移進行多次進行電池更換。即使有這些特性，Snap Dragon 電池座仍然保持非常低的外形，通常只會讓紐扣電池高出電路板 1 毫米 (mm)。 我們細看一下，Snap Dragon 紐扣電池座采用兩件分體式設計，包括一個卡入式電池固定器和一個配接底座，它們共同固定電池（圖 1）。 
圖 1：Snap Dragon 紐扣電池座采用兩件分體式設計，包括一個底座和一個卡入式非導電電池固定器，可確保在有沖擊和振動的情況下也能可靠工作。（圖片來源：Memory Protection Devices） 隨著蓋子卡入后，鈕扣電池即會完全鎖定就位，確保了 Snap Dragon 實現出色而可靠的連接。 雖然一些高可靠性電池座會使用戶的電池安裝和更換變得困難或不可能，但 Snap Dragon 電池座的設計就是為了提供一個簡單和直觀的過程。Snap Dragon 設計正在申請專利，是 MPD 電池座技術組合的最新成員。 Snap Dragon 紐扣電池座有兩種不同的尺寸，可適合水平或垂直方向的 BR/CR2032 和 BR/CR1225 電池。它們可以提供用于表面貼裝技術 (SMT) 焊接凸片或用于在印刷電路板上通孔安裝的引腳。這些電池可提供高約 220 毫安時 (mAh) 的電源，而且體積相當小，因此成為手持便攜式設備中對功率要求較低的電路的完美選擇（圖 2）。
圖 2：組裝好的 Snap Dragon 表面貼裝紐扣電池座，顯示電池固定器已卡入到位，并將 20 mm 的紐扣電池固定在底座上。（圖片來源：Memory Protection Devices） 基礎組件 Snap Dragon 紐扣電池座底座由高質量的原生液晶聚合物塑料制成，既薄又堅固。它還能夠承受 SMT 焊接工藝的高溫。該電池座的額定溫度范圍為 -40℃ 至 280℃。LCP 底座還具有出色的耐化學性，可以承受不利的環境條件。 Snap Dragon 底座采用鍍鎳磷青銅制成的雙壓力觸頭，并有閃金涂層，具有良好的導電性。這也為接觸紐扣電池的鍍鎳不銹鋼電極提供了額外的腐蝕保護。雙壓力觸頭不僅提供了極低的電阻，而且還提供了一個緊密的配合，以幫助防止紐扣電池因沖擊、振動或處理不當而移位（圖3）。
圖 3：顯示的是 MPD 表面貼裝底座上的雙壓力觸頭。（圖片來源：Memory Protection Devices） 圖 3 中所示的底座是 Memory Protection Devices 的 BHSD-2032-SM。它是一個水平方向的表面安裝底座，用于 CR2032 紐扣電池。雙壓力觸頭清晰可見。 Snap Dragon 電池座能夠提供所有這些優勢，同時保持極低的外形。 電池固定器 Snap Dragon 系列電池座的第二個組件是半透明的聚丙烯 (PP) 電池固定器或蓋子，能夠提供可靠的電池固定。該蓋子既堅固又靈活，其易用性來自于使用柔韌的凸片，使用這些凸片可輕松地多次拆卸電池固定器蓋并重新安裝，而不會使塑料變形。 圖 3 所示底座的配套固定器是 MPD 的 BHSD-2032-COVER（圖 4）。
圖 4：圖 3 中所示紐扣電池座底座的配套蓋子。（圖片來源：Memory Protection Devices） 電池座可靠性測試 BHSD-2032-SM 電池座底座的可靠性測試包括正弦掃頻振動（10-50-10 赫茲 (Hz)）測試，即在每個正交軸上進行一小時測試，沒有電池移位，也沒有超過10 微秒 (ms) 的接觸連續性損失。這些器件還接受了 150 g 的半正弦沖擊測試，包括每個軸上每個方向的三次沖擊，總共 18 次沖擊脈沖，沒有證據表明該器件出現任何物理損壞。最后的機械環境測試是一米的跌落測試，同樣，電池單元也沒有移位。 所有的 Snap Dragon 紐扣電池座都有類似的測試規格，為其可靠性提供了保證。 Snap Dragon 配置 Snap Dragon 電池座提供了各種各樣的配置選擇。前面提到的 BHSD-2032-SM 是一個用于水平安裝的表面安裝電池座。BVSD-2032-PC 及其固定器 BVSD-2032-COVER 代表了使用通孔印刷電路板安裝的垂直電池方向（圖 5a 和 5b）。
圖 5：BVSD-2032-PC (a) 是一個垂直方向的電池座，使用通孔安裝，附帶固定器 BVSD-2032-COVER (b)。（圖片來源：Memory Protection Devices） Snap Dragon 電池座的通孔版本使用引腳而不是焊盤，但其他結構與表面貼裝版本相同。 除了用于 20 mm 直徑紐扣電池的電池座外，MPD 還提供用于 12 mm 紐扣電池的電池座（圖 6）；主要區別在于電池容量。
圖 6：12 mm 電池的電池座 (a) 及其固定器 (b)。（圖片來源：Memory Protection Devices） BHSD-1225-SM（如上圖 6a 所示）是為容納 BR/CR1225 紐扣電池而設計的，采用水平表面安裝配置。還有一個用于通孔安裝的版本。它們在 BHSD-1225-COVER (b) 中共用一個通用蓋板固定器。 合規與應用 對于打算在全球范圍內銷售的應用，重要的是要知道 Snap Dragon 電池座中使用的 LCP 塑料是環保的，不含鹵素和 PFOA，并且完全符合 SVHC、REACH、RoHS 和 WEEE 法規。 Snap Dragon 系列紐扣電池座適用于緊湊型手持醫療產品和其他對可靠性、耐用性和易用性要求很高的應用。 Snap Dragon 電池座與醫療應用中常見的各種類型消毒循環高度兼容。在這里，其分體式卡扣功能特別有用，因為在消毒前可能必須取出電池，因為消毒循環的溫度可能超過電池的最大額定熱暴露限值。 結語 電池座的選擇和集成需要仔細考慮終端應用的規格和使用模式。電池的尺寸、方向、自動貼裝的兼容性、合規要求和電池更換的便利性是主要考慮因素，當然還有整體成本。MPD 的 Snap Dragon 紐扣電池座為 BR/CR2032 和 BR/CR1225 電池提供了低成本、高可靠的電池保持能力，即使是在跌落、振動或沖擊的情況下也不受影響。同時所有這一切都使得電池的更換變得容易。 來源：Digi-Key 作者：Art Pini |
