CN101019251A - 用于电路的电池座 - Google Patents

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Abstract

一种用于安装在印刷电路(42)上的、包括第一导电元件(54)和第二导电元件(55)的电池(20)座(50)，该第一导电元件是可弹性变形的，并且连接到第一电端子(TVCC)，用于当有电池(20)放在电池座(50)中时与该电池(20)的第一极接触，该第二导电元件(55)连接到第二电端子(TGND)，并用于当有电池(20)放在电池座(50)中时与该电池(20)的第二极接触，其特征在于：所述电池座包括第三导电元件(56)，该第三导电元件是可弹性变形的，并且根据是否有机械作用力施加在该第三导电元件上来改变电池(20)的一极与第三电端子(TP11)之间的电接触的状态。

Description

用于电路的电池座
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所定义的电池座。本发明还涉及一种包括这种电池座的电子电路、一种包括这种电路的遥控设备、一种用于实施这种电池座的金属部件。
电子设备的微型化使得体积问题成为关键。因此，许多电气设备用一种被称作“钮扣”电池的扁平电池来供电，这种“钮扣”电池形如钮扣或硬币。例如，这些电池是锂电池，其负极由一个占据下表面中央部分的小片构成，而其正极由其上表面和侧面构成。
从专利US 4,120,022中得知一种包括两个用来容纳钮扣电池的空腔的手表。这些电池的各极通过导电薄片连接在印刷电路上。由于在钮扣上施加的作用力，一个薄片变形，从而在一个电池的一极与该印刷电路的一个连接端之间形成接触。在该手表中，电池座的功能由空腔确保，而各薄片则容许将电位施加到该印刷电路的各个不同点。
通过一个拱形的金属部件，还可以直接将各电池水平地布置在印刷电路上。这样的电池座尤其在以Keystone(注册商标)的品牌商业化生产。
还可以将这些电池安放在塑料电池座中，这种塑料电池座包括一些电接触薄片，如专利EP 0 938 754，US 6,062,901中所述，或如专利申请US 2004/0106035中所述。这些文档的内容已经通过引用参考的方式被包含在本申请中了。
在专利US 6,062,901中所述的电池座的情况下，电池被垂直放置，从而在印刷电路上节省了空间。
由这些电池供电的设备有时需要具有至少一个手动的、不经常或者在例外情况下使用的按键，例如重新初始化按键，或者还有编程按键。例如可以引用无线电遥控发射机或接收机的具体实例，该无线电遥控发射机或接收机需要配对，以使其中一个执行另外一个的指令。在这种情况下，配对操作是通过传输一个标识符或一个特定代码来实现的。发射方或接收方的这种传输，是通过按动一个在例外情况下使用的专用键来初始化的。对按键的操作经常是借助一个例如螺丝刀这样的有突出部件的物体来实施的，该物体穿过在外壳挡板上开的孔，与按键成直角。
尽管如此简单，该偶尔的电接触功能仍然需要高质量的按键，以避免偶然的接触以及经得住有时过强的按压。而且，穿过一个孔进行“盲”访问有必要在所述按键周围清理一个足够的空间，以避免当具有突出部分的物体被非常倾斜地引入该孔时发生事故。
发明内容
本发明的目的是实现一种电池座，该电池座改进了根据现有技术的已知电池座。本发明尤其提出了一种集成了一个在例外情况下使用的按键的电池座。本发明还提出一种包含一个根据本发明的电池座的电路，以及一种包含这种电路的遥控设备。
根据本发明的电池座具有权利要求1的特征部分所描述的特征。
该电池座的各种变型由从属权利要求2至6定义。
根据本发明的电子电路由权利要求7定义。
该电子电路的各种变型由从属权利要求8至11定义。
根据本发明的遥控设备由权利要求12定义。
根据本发明的金属部件由权利要求13定义。
作为实例，附图表示了根据本发明的一种电池座、一种电路、一种控制设备的多种实施方式。
附图说明
图1是根据本发明的一种电池座第一实施方式的第一变型的俯视图。
图2是一种印刷电路的俯视图，该印刷电路是根据本发明的电池座的第一实施方式的第一变型的一部分。
图3是根据本发明的电池座的第一实施方式的第二变型的剖视图，该剖视图剖自图4的III-III平面。
图4是根据本发明的电池座的第一实施方式的俯视图。
图5是根据本发明的电池座的第一实施方式的第三变型的剖视图，该剖视图剖自图6的V-V平面。
图6是根据本发明的电池座的第一实施方式的第三变型的俯视图。
图7是根据本发明的电池座的第二实施方式的剖视图。
图8是一种根据本发明的、竖直安装在电路上的电池座的剖视图。
图9是一种电路的示意图，在该电路中，可以有利地采用所述电池座的第一实施方式。
图10是一种电路的示意图，在该电路中，可以有利地采用所述电池座的第二实施方式。
具体实施方式
根据本发明的电池20座10的第一实施方式的第一变型(在图1和图2中表示)主要包含一个金属片部件18。该部件18用于固定(例如通过焊接)在印刷电路16上，以构成电池座。为此目的，该部件18带有两只脚爪13和14。该部件主要包括一个平面部分15，该平面部分位于脚爪13和14所在的平面上方的平面上，两平面相距的距离大于该电池座所要容纳的电池的厚度。
对构成该部件18的片的部分切割容许从其平面部分15中拉出至少一个可弹性形变的薄片17，然后该可形变的薄片17被折叠，以便具有一个圆弧形的末端，该末端的顶端位于一个与脚爪13和14的平面相距一个小于该电池座要容纳的电池的厚度的距离的平面上。因此，当电池被塞进安装在印刷电路上的电池座中的时候，弹性薄片17往该电池上施加一个弹性作用力，从而保证了与电池的第一极(通常是正极)的良好电接触。该作用力被印刷电路16再次获得，因此该弹性力还保证了电池的第二极与印刷电路上的导电中央片PGND之间的良好电接触。可以注意到，整个金属部件于是被置于电池的第一极的电位。在该实施变型中，所述中央片PGND构成了一个用于与电池的电极接触的导电元件和该元件的一个电端子点。
印刷电路上的导电片PVCC容许在电池的第一电极与该印刷电路所定义的电路之间建立电接触。
金属部件18还包括一个第二可弹性形变的元件。该元件形如一个从平面部分15径向地伸展到该电池圆周以外(例如5至10毫米)的薄片11。双褶皱12增加了该薄片的弹性，并容许将其自由端收回一个介于部分15的平面与脚爪13和14的平面或与印刷电路16的平面之间的平面内。一个导电片P11位于印刷电路16上，与薄片11相对。当所述薄片11上没有任何应力时，薄片的自由端与印刷电路之间的距离例如为1至2mm。该距离用于避免所述薄片与导电片之间的偶然接触。该薄片还用于在机械作用力的作用下发生形变，以便与导电片PP11，也就是在电池的第一电极与导电片PP11之间建立电连接。
用于制造根据现有技术的已知电池座的导电片具有制造根据该第一实施方式的电池座10的金属部分18所需的全部机械和电气性能。仅仅少量增加甚至没有增加成本，根据本发明的电池座还具有不常使用的电接触辅助功能。
根据本发明的电池20的座30的第一实施方式的第二变型(在图3和图4中表示)主要包括一个由绝缘材料制成的环形部分31。该环形部分具有一个L形的截面，可以容纳电池。为此目的，该部分内径等于(除了安装所必需的裕量以外)电池的外径。
该电池座30安装在印刷电路42上。当电池在电池座中放好后，其上表面与上薄片34紧密接触，而其下表面与下薄片35紧密接触。因此，上薄片34与电池的第一电极(通常为正极)电接触，而下薄片也该电池的第二电极接触。当电池在电池座中放置就位后，各薄片发生弯曲弹性形变，以便保证与电池各极的接触。
所述上薄片和下薄片由以绝缘材料制成的凸肩32和33支撑。各凸肩最好就是环形部分的一部分，并通过与该环形部分浇铸而制成。各凸肩还可以具有一些将电池保持在电池座内的、可反置的装置。
所述下薄片和上薄片分别与电端子点TGND和TVCC连接。这些连接端形如穿过凸肩32和33以及印刷电路的导电针(picot)，并确定了一个与所述薄片的平面基本上垂直的平面。这些针用于被焊接到印刷电路上，以便将电池座机械地连接至印刷电路，并通过导电片PVCC和PGND将薄片34和35电气地连接到由印刷电路确定的电路上。
一个附加上薄片36被布置在上薄片35的附近。该附加上薄片36还与电端子点TP11相连接。该端也形如一个导电针，穿过凸肩32和印刷电路。该针还用于被焊接到印刷电路上，以便将电池座机械地连接到印刷电路，并通过导电片P11将附加上薄片36电连接到由印刷电路确定的电路上。
在复位位置，该附加上薄片36相对于上薄片34错开位置，以便在电池的第一电极与附加上薄片36之间产生一个空间。这种位置错开是通过将薄片34和36定位在凸肩32上的不同高度获得的。作为另一选择方案，各个薄片也可以定位在凸肩上的同一高度，但在这种情况下，各薄片具有不同的折叠。
薄片36与电池的第一电极之间的距离应该足以避免两者之间的偶然电接触。例如，该距离可以为1至2mm。
因此，附加上薄片36构成了与电池的第一电极之间的一个常开电触点。
在图3上，用虚线表示了针TGND，片PGND，和凸肩33，尽管它们位于剖面III-III的上面。
电子电路43安装在印刷电路42上，只表示了该电子电路的电池座。该印刷电路被装在一个遥控设备的机盒内。该机盒上有一个孔41，该孔正对着附加上薄片36。将一个象螺丝刀或细铅笔这样的具有突出部分的工具伸进该孔内，可以向附加上薄片36上施加一个压力，以便使其变形，从而在该附加上薄片与电池的上电极之间建立一个电接触。该作用力由粗箭头RST表示。
该机盒、印刷电路、和电池座的相同布局还可以用于第一实施方式的第一变型。在这种情况下，所述孔与薄片11正对。
根据本发明的电池20座50的第一实施方式的第三变型(在图5和图6中表示)与前一变型的主要不同之处在于各上薄片的布局。它包括一个绝缘部分51，用于容纳电池20和呈现有凸肩52和53，该凸肩52和53分别支撑上薄片54和56以下薄片55。各薄片54、55、56分别与电端子点TVCC、TGND、TP11连接，该电端子点TVCC、TGND、TP11容许将电池座与印刷电路42连接。
在这种变型中，附加上薄片56被布置在上薄片54的上方。一个一至二毫米的空间分开这两个薄片，以避免它们之间任何偶然接触。在向附加上薄片56上施加一个作用力时，该薄片56发生变形，并与上薄片54接触。附加上薄片56因此就被置于与上薄片54相同的电位，即与电池的上表面相同的电位。
图7表示根据本发明的电池座60的第二实施方式。电池座60包括一个绝缘部分61，该绝缘部分用于容纳电池20并呈现有凸肩62和63，该凸肩62和63分别支撑上薄片64和66，以及下薄片65。各薄片64、65、66分别与电端子点TVCC、TGND、TP11连接，该电端子点TVCC、TGND、TP11分别将电池座60与印刷电路42连接。
该电池座60与第一实施方式的第三变型的主要不同之处在于：当没有任何作用力施加在该附加上薄片上时，该附加上薄片与上薄片64接触。这两个上薄片相互叠放。附加上薄片具有一个水平部分662和一个折叠部分661，该折叠部分661的末端与上薄片64接触。因此，当没有任何作用力施加在附加上薄片上的，这两个上薄片被置于同一电位。在附加上薄片的水平部分662下方，设置了一个镂空部分67，因此，附加上薄片实际上是着落在限定该镂空部分的两个边68a和68b上。当向水平部分662的镂空范围上施加一个作用力(由箭头RST*表示)时，该水平部分弯曲，折叠部分661的自由端向上方移动，从而两个上薄片之间的电接触被消除。
该电池座的各种不同实施方式的各种不同变型还可以被竖直地固定在印刷电路上，以便节约该电池座在印刷电路上的占据的空间。图8表示了一个这种类型的电池座70(与前述电池座50相似)。它与电池座50的不同之处在于：它的薄片54’、55’、56’的形状有改变，以便它们的电端子点TP11、TVCC和TGND具有差不多与电池平行的走向，并确定了一个差不多与电池的轴平行的、连接到印刷电路的连接平面。
在所有情况下，附加上薄片与电池的一极之间电接触都可以由施加在附加上薄片上的手动作用力来改变的，例如通过一个穿过孔的、被操纵的圆柱形的工具。对于不经常但也不极其例外的使用，该孔可以装备一个绝缘材料的按键，该按键容许对附加薄片施加作用力。
图9表示的是根据第一实施方式应用本发明的电子电路的电示意图。该电路包括至少一个被供以直流电压的、包括至少一个信息输入P11的部件MCU。该部件MCU例如是一个微控制器。在这种情况下，该信息输入最好是该微控制器的一个端口的逻辑输入之一。作为替代方案，信息输入P11可以是一个模拟输入。在这种情况下，施加在该输入端的信号的电压在微处理器内与一个电压阈值相比较。一个电阻R1将信号输入P11连接到复位状态下的电路的电接地GND。
电池20对电路供电。电池的负极被连接到电接地GND，而其正极被连接到部件MCU的电源线VCC。在一种变型中，往部件MCU的供电电路中插入一个调节器REG(在图9中由一个虚线矩形表示)。然而也可以考虑将一个调节器集成在部件MCU上。该调节器还可以具有节省能源的功能，例如通过周期性地断开部件MCU的电源。
电池20被插入一个根据本发明第一实施方式的电池座中，该电池座安装在所述的包括部件MCU的印刷电路上。借助一些元件(其中至少一个是可弹性形变的)，电池20的两极与电路相连接。图9中，电池符号上的到达箭头就代表这些元件。如前所述，该电池座集成了第三个可弹性形变的元件；该第三个可弹性形变的元件形如薄片，并且，当往该第三弹性元件上施加一个作用力时，该第三弹性元件容许将微处理器的输入P11与电池的正极进行电连接。该元件构成了一个常开的电触点RST。
往该弹性元件上施加的一个作用力可以闭合该位于信号输入P11与电池的第一极(此处为正极)之间的电触头RST。从逻辑的角度看来，输入P11于是从低态转换到高态。
该信息可以被微处理器MCU解释，以便调用一个特定的程序段。例如，在电子电路是控制指令发射器和接收器的电路的情况下，闭合触头RST触发程序切换到一种放射或接收一个特定代码的方式，从而容许将该设备与另一个设备匹配。
根据实施变型，可以在可变形元件与电池之间或在可变形元件与微处理器MCU的输入P11之间消除电接触。
图10上表示的是一个根据第二实施方式应用本发明的电子电路的示意图。该电路与图9中的电路的不同之处在于：它包括一个常闭触点RST*，该常闭触点RST*由一个如参照图7所描述的电池座的一个弹性薄片构成。
片PVCC、PGND、PP11是金属材料的，被布置在印刷电路上。这些片分别与电路的电位VCC、GND、P11相连接。

Claims (13)

1.一种用于安装在印刷电路(16；42)上的、包括第一导电元件(17；34；54；54’；64)和第二导电元件(PGND；35；55；55’；65)的电池(20)座(10；30；50；60；70)，该第一导电元件(17；34；54；54’；64)是可弹性变形的，并且连接到第一电端子(TVCC)，用于当有电池(20)放在电池座(10；30；50；60；70)中时与该电池(20)的第一极接触，该第二导电元件(PGND；35；55；55’；65)连接到第二电端子(TGND)，并用于当有电池(20)放在电池座(10；30；50；60；70)中时与该电池(20)的第二极接触，其特征在于：所述电池座(10；30；50；60；70)包括第三导电元件(11；36；56；56’；66)，该第三导电元件(11；36；56；56’；66)是可弹性变形的，并且根据是否有机械作用力施加在该第三导电元件上来改变电池(20)的一极与第三电端子(TP11)之间的电接触的状态。
2.根据权利要求1的电池(20)座(10)，其特征在于：所述电池座包括一个金属材料的并导电的单体部分(18)，该单体部分(18)构成至少所述第一(17)和第三(11)元件。
3.根据权利要求2的电池(20)座(10)，其特征在于：第三元件(11)包括至少一个可弹性变形的簧片，该簧片沿着大于电池(20)半径的半径径向伸展。
4.根据权利要求1至3中任一项的电池(20)座(30；50；70)，其特征在于：第一元件包括上薄片(34；54；54’)；第二元件包括下薄片(35；55；55’)；第三元件包括附加上薄片(36；56；56’)，该附加上薄片布置在所述上薄片附近，并且，当电池(20)被放置在电池座中、且没有任何作用力施加在该附加薄片(36；56；56’)上时该附加上薄片(36；56；56’)不与该电池(20)接触。
5.根据权利要求1至3中任一项的电池(20)座(60)，其特征在于：第一元件包括上薄片(64)；第二元件包括下薄片(65)；第三元件包括附加上薄片(66)，该附加上薄片(66)布置在所述上薄片的附近，并且，当电池(20)被放置在电池座中、且没有任何作用力施加在该附加薄片(66)上时该附加上薄片(66)与该电池(20)接触。
6.根据前述权利要求中任一项的电池座，其特征在于：各导电元件被永久地固定在确保支撑电池的功能的部件(18；31；51；61)上。
7.一种包括印刷电路(16；42)的电子电路(43)，所述印刷电路(16；42)上布置了一个由电池(20)供电的部件(MCU)，所述电子电路(43)的特征在于：它包括根据前述权利要求之一的电池(20)座(10；30；50；60；70)；并且可弹性变形的导电第三元件(11；36；56；56’；66)容许使电池(20)的一极与所述部件(MCU)的信息输入(P11)电接触。
8.根据权利要求7的电子电路(43)，其特征在于：电池(20)的一极与所述部件(MCU)的信息输入(P11)之间的电接触为常开，并且当第三元件(11；36；56；56’)变形时转换成闭合状态。
9.根据权利要求7的电子电路(43)，其特征在于：电池(20)的一极与所述部件(MCU)的信息输入(P11)之间的电接触为常闭，并且当第三元件(66)变形时转换成断开状态。
10.根据权利要求7至9中任一项的电子电路(43)，其特征在于：电池(20)的可以通过第三元件(11；36；56；56’；66)的偏置而连接到所述部件(MCU)的信息输入的电极是正极。
11.根据权利要求7至10中任一项的电子电路(43)，其特征在于：可弹性变形的第三元件(11)与印刷电路的导电表面(PP11)面对面布置，并连接到所述部件(MCU)的信息输入(P11)。
12.一种具有机盒(40)的遥控设备，其特征在于：所述机盒(40)包括根据权利要求7至11中之任一项的电子电路(43)，和与所述可弹性变形的第三元件(36)正对的孔(41)。
13.一种用于固定到印刷电路(16)上以与印刷电路(16)构成电池座(10)的金属部件(18)，该金属部件(18)包括平面部分(15)和至少两个脚爪(13，14)，在所述平面部分(15)上布置有可弹性变形的薄片，所述两个脚爪(13，14)用于将所述金属部件(18)与印刷电路(16)连接，所述金属部件(18)的特征在于：它包括可弹性变形的薄片(11)，该可弹性变形的薄片(11)在差不多与所述平面部件(15)平行的平面内从所述平面部分(15)延伸出来。
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