【成功案例】Maxell的纽扣电池CR2032在低功耗无线门磁中的选型及设计经验
一：方案概述
无线门磁是一种安全报警装置，应用于智能家居防盗系统中，由无线发射器，MCU，干簧管，永磁体四部分组成，用来探测门、窗、抽屉等是否被非法打开或移动，传统的无线门磁个体积结构较大，在安装过程中存在很多局限，为了安装方便且安装后不影响美观，无线门磁结构设计越来越小巧。本文介绍无线门磁的设计方案，重点介绍此应用中的纽扣电池选型以及选用电池过程中的设计注意事项。
图1 无线门磁设计框图
供电电源：随着无线门磁结构设计越来越小巧和扁平化，纽扣电池因凭借其体积小的特点，在无线门磁报警器中的应用越来越突出。本文选用MAXELL的CR2032，该电池具有220mAh的容量，额定电压为3V，额定放电电流0.2mA，工作温度：-20℃~+85℃。
磁簧开关：根据PCB设计方案，磁簧开关选用力特的MDSR-10，其管体长度10.16mm ，该干簧管可靠性好，灵敏度高，尺寸小（见图1，图2）。MDSR-10的最大切换电压为200VDC，最大切换电流为0.5A（功率最高10瓦）；可供选择的灵敏度范围为10-25AT。最低1012Ω的高绝缘电阻，绝缘性好；接触电阻低于120mΩ，导通损耗极低，极为适用于电池供电的低功耗便携式产品。可应用于磁簧继电器、安保、计量、限位传感和电话摘机等产品中。
图2：磁簧开关实物图
图3：磁簧开关机械尺寸图
MCU：结合无线门磁低功耗应用的特点，本设计需要选用低功耗或者超低功耗的MCU，用来检测磁簧开关的状态、计算管理电池电量，同时发送相应信号给无线模块从而实现与主机的通信。
RF：无线模块根据设计需要选用相应频段。
二：经验总结
本部分主要介绍在使用CR系列电池在选型时的注意事项，以及Maxell的CR2032突出优势。
1：选型注意事项：
所以要确定一款纽扣电池是否适合作为无线门磁的电源电压，就要首先了解它的脉冲放电特性。脉冲电流曲线决定了电池瞬间放电能力的强弱，由于电池内阻的存在，电池在放电过程中会引起一定幅度的压降。质量优良的电池具有较好的脉冲放电性能，放电过程电压输出稳定，幅值摆动幅度小；由于无线门磁产品在有触发信号的状态下会启动无线芯片工作，无线芯片受电压摆动影响明显，因此建议选择具有较好脉冲放电性能的电池作为无线门磁系统的供电电池。图4、图5透过示波器可以较好的观察到产品的脉冲放电性能。
图4 Maxell的CR2032脉冲放电特性
图5 某国产品牌的CR2032脉冲放电特性
2：产品优势：
对比PANASONIC的CR2032，malak的CR2032，以及Maxell的CR2032，参数列表如表1所示。
1）首先从基本参数上分析：Maxell的优势显而易见。其拥有最高的电容量（220mAh），可用于最宽的温度范围内（-20℃~+85℃）。
表1 多款CR2032参数对比表
2）从特性曲线方面分析：由于Maxell和Panasonic的基本参数基本相同，我们需要比较他们的电池放电特性曲线，以及温度特性曲线。在负载均为15kΩ时，分别比较其-10℃，0℃，20℃，60℃时的放电特性，发现从整体来看，Maxell的CR2032具有更持久的放电持续时间，相较于Panasonic的CR2032，Maxell的CR2032的持续放电时间更长，电量续航更持久，且在不同高低温测试中均具有较稳定的电压输出，更适合无线门磁系统长时间电池供电的应用。
图6 Maxell电池放电特性曲线
图7 Panasonic电池放电特性曲线
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沈青魔 Lv6. 高级专家 2019-12-10学习 -
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Timm Lv9. 科学家 2019-12-05学习 -
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泉水叮咚rrq Lv5. 技术专家 2019-12-05学习 -
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YJH眼睛 Lv5. 技术专家 2019-12-05学习 -
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serena Lv7. 资深专家 2019-12-04脉冲放电性能的平稳性是选型时的一个重要考量指标 -
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泉水叮咚rrq Lv5. 技术专家 2019-12-04学习 -
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用户92366379 Lv7. 资深专家 2019-12-03好东西 -
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Tmac Lv4. 资深工程师 2019-12-03学习了 -
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用户23083574 Lv5. 技术专家 2019-12-03学习 -
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Nita Lv5. 技术专家 2019-11-29一直用这个牌子的电池
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Maxell电池选型表
针对Maxell所有量产型号电池的选型器，CR系列电池：稳定-可在高达2000G（相当于以300km/h的速度行驶的汽车）的运动状态使用，温度范围可达-40至150 氧化银电池：放电曲线平稳，电池安全。
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产品型号
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品类
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是否可充电
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电压（V）
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系列
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最低温度(℃)
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最高温度(℃)
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容量（mAh）
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松下型号
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CR1216 X
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纽扣电池
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不可充电
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3V
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二氧化锰锂电池
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-20℃
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+85℃
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25mAh
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CR1216 X
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选型表 - MAXELL 立即选型
可替代松下CR2032、CR2450的MAXELL纽扣锂电池，价格低10%~20%
Maxell的 CR2032，CR2450系列扣式二氧化锰锂电池采用高度密封结构和密封剂的使用使电池的自放电保持每年约1％。可直接替代松下型号CR2032,CR2450，价格比松下便宜10%~20%。世强的MAXELL CR系列纽扣锂电池库存丰富、长期备货，解决CR2032、CR2450纽扣电池的交期难题。
电池目录通过可访问的能源解决方案实现更安全、更可靠的世界。
描述- Maxell是一家专注于电池研发和生产的公司，自1963年首次在日本生产碱性干电池以来，不断推出各种类型的电池产品。其产品包括一次性银氧化物电池、碱性钮扣电池、锂锰二氧化物电池、圆柱形锂电池等。Maxell致力于提供高性能电池解决方案，广泛应用于通信设备、医疗保健、汽车、工业设备和可穿戴设备等领域。此外，Maxell还积极开发下一代固态电池技术，以实现更高性能和安全性的电池产品。
型号- SR1120,SR527SW,CR17335A,SR936SW,SR41W,SR521SW,SR920SW,CR1616,ML2032,SR916W,SR936W,CR1216,SR421SW,SR920W,CR2025,LR41,SR616SW,CR2450HR,SR716W,LR44,LR43,SR1130W,PSB401010H,SR721SW,CR2032HR,CR2032HRS,LR1120,SR1116SW,SR44W,SR716SW,SR43,SR621SW,SR44,SR41,CR2032H,SR43SW,CR2016,SR41SW,CR2032S,ML2016H,CR17500AU,SR626W,SR1120SW,LR1130,SR731SW,SR914SW,SR712SW,CR17450A,SR43W,SR916SW,SR726SW,CR1632,SR621W,SR1130,CR1220,CR2032,SR726W,SR1120W,SR1130SW,SR516SW,CR17450AH,SR1136SW,SR927SW,SR512SW,CR2050HR,SR416SW,SR927W,SR626SW,SR44SW,CR1620,SR721W
【应用】耐高温纽扣电池CR2450HR用于直流母线测温模块上，工作温度-40-+125℃ ，寿命长达10年
某客户在设计一款直流母线测温模块，需要找一款耐高温纽扣电池给模块供电。帮客户推荐了maxell 的宽温电池CR2450HR。该系列标称电压均为3V，标称放电电流均为0.2mA标称容量高达550mAh。与一般性的电池相比，该款电池均具有高能量密度的优良特性，容量均较高，能够满足测温模块要求的-40-+125℃温度要求。CR2450HR的外径为24.5mm，高度5.0mm,重仅6.8g体积均较小。
7000V高绝缘强度干簧管KT05-1A-BV88BMS助力车载BMS绝缘监测设计，可替代AQV216，AQV258
为实现低成本高性能替代Panasonic公司PhotoMOS继电器，推荐选用Standex-Meder（斯丹麦德）高压干簧继电器KT05-1A-BV88622，其额定功率100W，最大切换电压达1000VDC，最高至5kVDC簧片击穿电压，没有内部焊点的创新设计，满足爬电距离12mm的要求，符合IEC标准，AEC-Q200 ＆ UL认证。
【应用】锂锰纽扣电池CR2032和CR2405HR在高精度低功耗电子体温计中的应用
电子体温计一般采用电池供电。因此需要选取一款合适的纽扣电池作为电子体温计的供电模块。考虑到产品设计的小巧便携性，一般采用纽扣电池，且纽扣电池的体积应该尽可能的小。当然，电池还需具备高容量和长使用寿命，保证电子体温计的长时间可靠使用Maxell（麦克赛尔）作为全球锂电池供应商领导者，生产的CR2450HR和CR2032两款锂锰纽扣电池非常适合作为高精度低功耗电子体温计的供电电源。
MAXELL（麦克赛尔）氧化银电池/LR扣式电池选型指南
目录- Safety Instructions SILVER OXIDE BATTERY / LR BUTTON BATTERY
型号- SR1120,SR626W,SR1120SW,LR1130,SR527SW,SR731SW,SR41W,SR936SW,SR521SW,SR712SW,SR914SW,SR43W,SR916SW,SR726SW,SR920SW,SR936W,SR421SW,SR621W,SR920W,LR41,SR1130,SR616SW,SR726W,LR44,LR43,SR1120W,SR516S,SR1130W,SR1130SW,SR721SW,LR1120,SR1136SW,SR927SW,SR1116SW,SR44W,SR512SW,SR716SW,SR416SW,SR43,SR927W,SR44,SR621SW,SR41,SR43SW,SR626SW,SR44SW,SR41SW,SR721W
【产品】65mAh纽扣式二氧化锰锂充电电池ML2032，2.8V高放电电压
MAXELL的ML2032纽扣式二氧化锰锂充电电池拥有低自放电，优异的漏电电阻，较宽的工作温度范围，极高的可靠性与安全性等优点，广泛应用于移动电话、办公自动化设备、笔记本电脑、摄像机、数码相机、手表等市场领域。
【选型】Maxell二氧化锰纽扣锂电池用于GPS定位器RTC时钟供电，标称容量240mAh，年自放电仅1%
为满足GPS定位器RTC时钟电池供电满足长寿命使用需求，一般需要选择一款高容量纽扣电池设计，推荐Maxell二氧化锰纽扣锂电池CR2032 H XP X，标称电压3.0V，标准放电电流0.2mA，标称容量为240mAh，工作温度-20℃~85℃。
【产品】25mAh纽扣式二氧化锰锂充电电池ML2016，标称电压3V、是镍镉充电电池的两倍
MAXELL的ML2016纽扣式充电电池拥有低自放电，优异的漏电电阻，较宽的工作温度范围，极高的可靠性与安全性等优点，广泛应用于移动电话、办公自动化设备、笔记本电脑、摄像机、数码相机、手表等市场领域。
电子商城
品牌：MAXELL
品类：Lithium Manganese Dioxide Rechargeable Battery
价格：
现货： 0
品牌：MAXELL
品类：Coin Type Lithium Manganese Dioxide Battery
价格：￥3.6333
现货： 0
现货市场
服务
提供7~27寸工控机定制，支持嵌⼊式/ 壁挂式 /桌⾯式/悬挂式等安装方式，采用纯平⾯板IP65防尘防⽔等级，莫⽒7级硬度触摸屏，兼容多种操作系统：组态软件/安卓/XP/win7/8/10/Linux等，支持主板、接⼝、外观、⽀架、刷卡器、⾝份证阅读器、LOGO、⻨克⻛、系统、电池、蓝⽛、4G/5G、摄像头、GPS系统、⼆维码扫描器、指纹等特殊应⽤场景定制
最小起订量： 1台 提交需求>
可定制平板变压器、主变压器的开关频率2MHz以内、输入电压1400V以内、输出电压1400V以内，50%以上的产品采用自动化生产，最快3天提供样品、7天交货。
最小起订量： 3000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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