更高頻率RF的好處是組件變得更小。較小的組件意味著較少的材料，因此組件也可以更便宜。隨著更小，更低成本的電子產(chǎn)品，更多的小工具利用了開放的新無線可能性。以藍(lán)牙?耳機(jī)為例。想象一下，用一根綁在頭上的CB天線試試這個。這在CB波段是不可行的，但在2.4 GHz時非?？尚小?/p>

當(dāng)設(shè)計(jì)變得非常小時，電池可能是組裝中最大的組件 - 也是障礙物。微電子處理器，傳感器，按鈕和觸摸區(qū)域變得越來越小，但我們可用的能量密度物理似乎不會在不降低容量的情況下顯著縮小。

能量收集顯示出一些希望，基于固態(tài)和超級電容器的能量存儲系統(tǒng)也是如此。然而，迄今為止，電池是部署最廣泛的能量存儲設(shè)備，具有可靠的可靠性和跟蹤記錄。與電源管理系統(tǒng)和算法相結(jié)合，設(shè)計(jì)人員以比以往更少的功耗做更多事情。

新電池技術(shù)，特性和尺寸與更高能量密度和小尺寸的需求保持同步。本文著眼于小型低功耗無線設(shè)計(jì)以及工程師們可以使用的低調(diào)硬幣電池和支架組件。

獲得最佳效果

如果您的產(chǎn)品是一次性或一次性醫(yī)療用途的設(shè)備，您可以在沒有紐扣電池支架的情況下使用。但是，除非您愿意制造自己的機(jī)械紐扣電池組件，否則您將需要使用眾多可用的外形和配置中的一種，現(xiàn)成的可更換和可充電類型的紐扣電池。正如所料，持有人是針對特定細(xì)胞而設(shè)計(jì)的，僅應(yīng)用于這些細(xì)胞。

對于正確的應(yīng)用來說，安裝正確的電池和電池可能并不那么容易。它不僅僅是電壓和安培/小時容量。電池具有不同的化學(xué)性質(zhì)和特性，例如內(nèi)部電阻，并且當(dāng)以穩(wěn)定的速率放電時可以做得很好，但是當(dāng)對其施加浪涌要求時可能有麻煩。

與大多數(shù)可能吸收啟動電流浪涌然后穩(wěn)定在相對穩(wěn)態(tài)電流消耗的應(yīng)用不同，無線應(yīng)用通常以類似突發(fā)的方式使用電源。很大程度上取決于無線調(diào)制和協(xié)議。

例如，簡單的窄帶FM或FSK類型的調(diào)制將使用相對穩(wěn)定的功率量（圖1）。一旦鍵入和傳輸，電流消耗相對穩(wěn)定。 AM類型的調(diào)制也是一致的。載波開 - 載波關(guān)閉類型的系統(tǒng)可能會在電流上出現(xiàn)少許發(fā)射紋波，但適當(dāng)?shù)?a href="http://m.1cnz.cn/tags/電容/" target="_blank">電容量可以幫助糾正這種情況。

圖1：窄帶無線鏈路可能在上電或鍵入發(fā)射器時使用小浪涌。之后，用電量相對一致。

現(xiàn)代無線設(shè)備分為兩大類：流媒體和基于連接/交換。流連接一旦連接，就以某種預(yù)定速率連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。無線傳感器，耳機(jī)和可穿戴醫(yī)療設(shè)備屬于這一類。流式應(yīng)用的平均電流消耗類似于窄帶AM/FM/FSK類型的曲線，并且相對一致。

基于連接/交換的系統(tǒng)可以讓無線部分在后臺靜靜地閑置，然后以咆哮的電流喚醒。然后，不同的信令和數(shù)據(jù)傳輸模式可以影響未來的功率使用。例如，使用低功耗微控制器和Wi-Fi芯片組的低功耗Wi-Fi模塊設(shè)計(jì)（圖2）。

圖2：基于Connect/Exchange的系統(tǒng)（如Wi-Fi）的電流消耗迫使電池系統(tǒng)需要在短時間內(nèi)提供高電流尖峰。與穩(wěn)定放電率相比，這會降低估計(jì)的電池壽命。

在靜靜地閑置時，平均消耗4 mA。在掃描和連接時，它可以在短時間內(nèi)達(dá)到300 mA左右的峰值。即使在等待IP地址時，脈沖持續(xù)時間也會超過100 mA。您可以玩一些技巧，例如使用靜態(tài)IP來減少時間和能量，但是具有內(nèi)部電阻的電池系統(tǒng)必須能夠處理這種類型的放電。此外，脈沖應(yīng)用的放電曲線更像鋸齒，而不是平滑曲線（圖3）。

圖3：電池的間歇性和脈沖式放電類似于鋸齒。不同的電池化學(xué)成分決定了脈沖之間恢復(fù)時間的多少和多快。

另一種幫助解決此問題的方法是在需要時使用外部電容來提供電荷。通常，電容器具有非常低的內(nèi)部電阻，因此它們可以在不會在存儲單元內(nèi)部升溫的情況下脈沖突發(fā)，從而降低預(yù)期壽命（圖4）。

圖4：內(nèi)部電阻較低時，如果電容器的尺寸正確，外部電容可以減少脈沖放電時電池的壓力。

可供選擇

鋰是迄今為止能量密度最高的電池，對尺寸和重量受限的設(shè)計(jì)非常有吸引力。它們采用一次性和可充電的口味，有更大的容器，高容量形式以及紐扣電池配置，已成為一種非常受歡迎的方式。直徑可以在4.8 mm到30 mm之間變化很大，高度，容量和電壓都可以。

如果使用PC板作為接觸點(diǎn)，可以獲得最小的輪廓。在這種情況下，使用固定夾可以提供可靠的解決方案。非常薄型和小尺寸的設(shè)計(jì)可能能夠使用MPD 0.1英寸高，414電池系列和固定夾，如MPD BK-414-TR。 4.8毫米直徑的電池采用2 V和3 V可充電鋰電池，容量約為1 mAh（圖5）。這些可能對于大部分時間都處于睡眠狀態(tài)的短距離無線傳感器非常有用。

圖5：極低功耗和小尺寸設(shè)計(jì)可以使用如果PC板可以是電池接觸點(diǎn)之一，則為0.1英寸高，414型外殼和固定夾。

由于大量使用，幾種電池類型具有成本效益且通常可用，例如3 V鋰2032型。雖然更大的20毫米直徑可能是令人生畏的，但0.17英寸以上的板高允許這種電池適合薄型設(shè)計(jì)。此外，其典型容量約為210 mA小時，使該電池可用于許多基于處理器的電子設(shè)備。 MPD為這種風(fēng)格提供BK-912-TR固定夾。

TE Connectivity 120591-1是整個組件的一個示例，它將外殼底部與電池觸點(diǎn)絕緣。板上方0.25英寸的高度高于僅限固定夾的方法，但可以更容易更換電池。

Keystone的一款裸照夾式制動器支架是1060TR，它可以降低到0.217英寸高，頂部安裝也可以。 Keystone還為具有更大容量的3032型紐扣電池制造了301支架。

鋰，3 V，3032電池具有令人印象深刻的500 mA小時額定值，同時仍然保持低矮的高度，在這種情況下使用Keystone支架0.235英寸。 MPD還為這些30毫米直徑的高容量電池制造BH3000。

當(dāng)可以容忍一點(diǎn)額外高度時，將電池堆疊在一個外殼中可以增加能量密度。基于固定夾的一個例子是MPD BHX2-2032-SM，它將兩個CR2032型電池堆疊在一起（圖6）。串聯(lián)的3 V電池產(chǎn)生6 V電壓，可直接用于5 V系統(tǒng)，并可消除電路板上的某些功率調(diào)節(jié)。可拆卸的頂帽使電池更換更容易，并且裝配高度僅為0.295英寸。您可以在Digi-Key網(wǎng)站上找到適用于無線應(yīng)用的電池座的MPD培訓(xùn)模塊。

圖6：在單個固定器中堆疊兩個細(xì)胞可提供更高的能量密度，同時仍可輕松更換細(xì)胞。

Keystone還提供用于CR2032電池類型的1027可堆疊電池連接器。在0.352英寸高的情況下，它將保持器的高度分?jǐn)偟絻蓚€電池上，從而提供更高的能量密度。

結(jié)論

雖然電池供電的設(shè)計(jì)可能具有共同的無線優(yōu)勢和功能，但它們的電池技術(shù)和能源需求可能會有很大差異。不同的應(yīng)用可能會對環(huán)境施加嚴(yán)格的限制（從極端寒冷的北極到醫(yī)療設(shè)備中的高壓滅菌循環(huán)的高溫）。甚至無線標(biāo)準(zhǔn)也對系統(tǒng)電池提出不同的要求。

最終，您將優(yōu)先考慮自己的需求并確定要使用的電池化學(xué)和技術(shù)。我們提供各種小型，薄型紐扣電池和電池座供您考慮。有關(guān)這些產(chǎn)品的更多信息，請使用提供的鏈接訪問Digi-Key網(wǎng)站上的產(chǎn)品頁面。