শক্তি সঞ্চয়ের জন্য লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চার্জিং পদ্ধতি

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

নিকেল-ক্যাডমিয়ামের মতো পুরনো প্রযুক্তির তুলনায়, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি রসায়ন প্রযুক্তি পোর্টেবল সরঞ্জামের শক্তি ঘনত্বকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে এবং একক চার্জিংয়ের সময় এই সিস্টেমগুলির স্বাভাবিক কার্যক্ষমতা অনুসরণ করে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির স্ব-স্রাব অনুপাত নিকেল-ক্যাডমিয়াম এবং নিকেল ধাতব হাইড্রাইডের অর্ধেক, যা শেলফ লাইফকেও সাহায্য করে, সরঞ্জামগুলিকে চার্জ করতে দেয়, যাতে গ্রাহকদের ব্যবহারের আগে কিনতে না হয়। লিথিয়াম আয়নের অসুবিধাগুলি প্রাচীন রসায়নের তুলনায় পুরানো প্রযুক্তির চেয়ে জটিল।

তবে, সতর্ক ব্যবস্থাপনা লিথিয়াম আয়নের বিদ্যুৎ সরবরাহ সর্বাধিক করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যা কেবল একটি উন্নত অভিজ্ঞতা প্রদান করে না, বরং ছোট ব্যাটারি ব্যবহার করার জন্য আপনার নকশাকে সংকুচিত করার সুযোগও দেয়। যেহেতু পরিধেয় ডিভাইসের আকার এবং ওজনের ক্ষেত্রে ব্যাটারির একটি উল্লেখযোগ্য অনুপাত রয়েছে, তাই একটি চার্জিং সার্কিটকে অন্য একটি চার্জিং সার্কিটে প্রতিস্থাপন করা উল্লেখযোগ্য। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মূল সমস্যা হল এগুলি অতিরিক্ত চার্জিংয়ের প্রতি খুবই সংবেদনশীল, কারণ অত্যধিক ভোল্টেজ উপাদানের চাপ সৃষ্টি করতে পারে, ফলে ব্যাটারির আয়ু কমতে পারে।

যদি চার্জ প্রতি ব্যাটারির 4.2V ভোল্টেজের বেশি হয়, তাহলে তারা নিরাপত্তা ঝুঁকিও বয়ে আনবে। কম খরচের চার্জিং সার্কিটগুলি অতিরিক্ত চার্জ করা যেতে পারে, কারণ ব্যাটারি প্রকৃত সীমায় পৌঁছায় না।

তারা তথাকথিত চার্জিং এবং রানিং কৌশল ব্যবহার করে, এই কৌশলটির সুবিধা হল এটি দ্রুত দেখায়। এই কৌশলটি লিথিয়াম আয়ন চার্জিং বক্ররেখার বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে, যা চারটি মূল পর্যায়ে বিভক্ত করা যেতে পারে। প্রথম ধাপে ব্যাটারি সরবরাহের জন্য একটি ধ্রুবক কারেন্ট ব্যবহার করা হয়।

ব্যাটারির ক্ষেত্রে, এর ভোল্টেজ কমবেশি রৈখিক হয়। ভোল্টেজটি পিকের কাছাকাছি সমতল করা হয়, যে সময়ে চার্জারটি বন্ধ হতে পারে। তবে, এই সময়ে মাত্র ৮৫% চার্জ হয়, যার ফলে তত্ত্ব অনুসারে ব্যবহারের সময় কম।

এছাড়াও, নিরাপত্তার কারণে, কাটঅফ ভোল্টেজ সাধারণত সর্বোচ্চ ভোল্টেজের নিচে সেট করা হয়, যা ব্যাটারিতে প্রয়োগ করা সর্বোচ্চ চার্জকে আরও কমিয়ে দেয়। কাটঅফ ভোল্টেজ সাধারণত সর্বোচ্চ ৪ এর পরিবর্তে ৩.৮ ভোল্ট।

2V, তাই ব্যাটারির ধারণক্ষমতার 60% পাওয়া যায়। বাকি চার্জিং স্যাচুরেশন বা ধ্রুবক ভোল্টেজ পর্যায়ে সঞ্চালিত হয়। যদিও দ্রুত চার্জার চার্জিং কারেন্ট যোগ করে স্যাচুরেশন পর্যায়ে পৌঁছানোর জন্য প্রয়োজনীয় সময় কমাতে পারে, তবে এর ফলে স্যাচুরেশন পর্যায়টি প্রসারিত হয় এবং চাপ থেকে রক্ষা পেতে স্যাচুরেশন পর্যায়টি সাবধানে এবং নির্ভুলভাবে পরিচালনা করা হয়।

চিত্র ১: লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির চার্জিং পর্যায়, উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে তাপীয় সমন্বয় পর্যায় সহ। ব্যাটারিটি ওভারফ্লোতে পূর্ণ কিনা তা পরীক্ষা করা কঠিন, তাই ব্যাটারিটি সম্পূর্ণ চার্জিংয়ের কাছাকাছি পৌঁছেছে তা নির্দেশ করার জন্য সময় বা বর্তমান স্তরকে প্রক্সি হিসাবে ব্যবহার করা হয়। সাধারণত, স্যাচুরেশন চার্জিং প্রায় দুই ঘন্টা হয়, যার ফলে যুক্তিসঙ্গত সময় পাওয়া যায়।

স্যাচুরেশন চার্জিংয়ের সময়, বর্তমান সূচক হ্রাস পায়। যখন প্রথম পর্যায়ে ব্যবহৃত কারেন্টের মাত্রা প্রায় ৩% এ পৌঁছায়, তখন ব্যাটারিটি সাধারণত সম্পূর্ণ চার্জ হয়ে গেছে বলে মনে করা হয় এবং প্রক্রিয়াটি বন্ধ হয়ে যেতে পারে। স্যাচুরেটেড চার্জিংয়ের সময় ব্যবহৃত ভোল্টেজ এক শতাংশ বা তার চেয়েও ভালোভাবে সমন্বয় করা হয়।

স্যাচুরেটেড চার্জ সম্পাদনকারী সার্কিটগুলি কারেন্ট টেস্টিং এবং প্রেস ব্যবহার করে প্রক্রিয়াগুলি পরিচালনা করতে পারে যাতে নিশ্চিত করা যায় যে নির্দিষ্ট সময়ের পরে বিদ্যুৎ কেটে যাবে এবং ধাতব লিথিয়াম জমা হবে, যার ফলে আগুন লাগবে। চার্জিং নিয়ন্ত্রণেও তাপমাত্রা কার্যকর। প্রথম পর্যায়ে, অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ তুলনামূলকভাবে কম থাকে, ব্যাটারিটি টেপার হবে না।

একবার স্যাচুরেশন পর্যায়ে প্রবেশ করলে, ব্যাটারি আরও উষ্ণ হয়ে উঠবে। অতএব, তাপমাত্রা সেন্সর ব্যাটারি অতিরিক্ত গরম না হওয়ার সাথে সম্পর্কিত এবং নিরাপদ ঝুঁকি থাকা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। ব্যাটারি নির্মাতারা তাদের পণ্যের জন্য একটি নিরাপদ তাপমাত্রা সীমা প্রদান করবে এবং সাধারণত এমন থার্মিস্টর সরবরাহ করবে যা ব্যাটারি প্যাকের চার্জার সার্কিটে ADC বা তুলনামূলক সার্কিটের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে।

গভীরতা হ্রাসের আগে চার্জিং প্রক্রিয়াটি চার্জ করতে হবে। এটি চার্জযোগ্য ব্যাটারি পুনরায় চালু করতে ট্রিকল চার্জিং ব্যবহার করে - পরীক্ষিত তাদের ভোল্টেজ 3V এর চেয়ে কম হবে। একবার ট্রিকল প্রক্রিয়ায় পর্যাপ্ত চার্জ সরবরাহ করা হলে, ভোল্টেজ 3V বা তার বেশি বৃদ্ধি পাবে এবং স্বাভাবিক প্রথম পর্যায়ের চার্জিং প্রক্রিয়াটি গ্রহণ করা যেতে পারে।

লিংলার্টের LTC4065 চার্জার আইসি একটি ছোট আকারের DFN প্যাকেজ ব্যবহার করে যা লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির জন্য প্রয়োজনীয় বিভিন্ন চার্জিং মোড সমর্থন করার জন্য ফিডব্যাক লুপগুলি কীভাবে সংগঠিত করতে হয় তা সরবরাহ করে। ডিভাইসটি ধ্রুবক কারেন্ট এবং ধ্রুবক ভোল্টেজ চার্জিং পদ্ধতি সমর্থন করে, সেইসাথে ব্যাটারির কার্যকর চার্জিং সান্নিধ্যের জন্য একটি ধ্রুবক তাপমাত্রাও সমর্থন করে। উচ্চ তাপমাত্রার চার্জিং সমর্থন করার জন্য, LTC4065 এর একটি তাপ সীমা সার্কিট রয়েছে।

এটি চার্জিং কারেন্টকে একটি সাধারণ পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করতে পারে (সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে নয়), এবং নিশ্চিত করতে পারে যে চার্জারটি সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে স্বয়ংক্রিয়ভাবে হ্রাস পেয়েছে। LTC4065-এ, তিনটি অ্যামপ্লিফায়ার ফিডব্যাক লুপ ধ্রুবক কারেন্ট, ধ্রুবক ভোল্টেজ এবং ধ্রুবক তাপমাত্রা মোড নিয়ন্ত্রণ করে। চতুর্থ অ্যামপ্লিফায়ার ফিডব্যাক লুপটি কারেন্ট সোর্স পেয়ারের আউটপুট ইম্পিডেন্স যোগ করতে ব্যবহৃত হয় যাতে নিশ্চিত করা যায় যে একটি ড্রেন কারেন্ট দ্বিতীয় ড্রেন কারেন্টের মাত্র এক হাজার গুণ।

ধ্রুবক কারেন্ট এবং ধ্রুবক ভোল্টেজ অপারেশনের জন্য একটি পৃথক ফিডব্যাক লুপ চার্জিং কারেন্ট কমানোর চেষ্টা করে এমন যেকোনো মডেলের উপর ভিত্তি করে চার্জারকে বাধ্য করে। আরেকটি পরিবর্ধক আউটপুট স্যাচুরেটেড, যা কার্যকরভাবে সিস্টেম থেকে এর লুপটি সরিয়ে দেয়। ধ্রুবক কারেন্ট মোডে থাকাকালীন, এটি সঠিকভাবে 1v তে চালিত হয়।

শতাংশ সহনশীলতা প্রতিরোধক (rPROG) ব্যবহার করে কারেন্ট প্রোগ্রাম করার জন্য প্রোগ পিন। যখন ধ্রুবক ভোল্টেজ মোড পছন্দ করা হয়, তখন ধ্রুবক ভোল্টেজ লুপটি তার উল্টানো ইনপুটকে অভ্যন্তরীণ রেফারেন্স ভোল্টেজে চালিত করে। অভ্যন্তরীণ রোধ বিভাজক নিশ্চিত করে যে ব্যাটারির ভোল্টেজ 4 এ থাকে।

2V.Prog পিন ভোল্টেজ ধ্রুবক ভোল্টেজ মোডে চার্জিং কারেন্টও নির্দেশ করতে পারে। একটি সাধারণ কাজে, চার্জিং সময়কাল ধ্রুবক-কারেন্ট মোড দিয়ে শুরু হয় - ব্যাটারিতে সরবরাহ করা কারেন্ট 1000V / rProg এর সমান।

যদি LTC4065 এর বিদ্যুৎ খরচ কাছাকাছি হয় 115°সি, সীমা তাপমাত্রা পরিবর্ধক চার্জিং কারেন্ট কমাতে শুরু করবে, চিপের তাপমাত্রা প্রায় সীমাবদ্ধ করবে 115°C. তাপমাত্রা সীমাবদ্ধতা মোড থেকে বেরিয়ে আসার পর, LTC 4065 ধ্রুবক বর্তমান মোডে ফিরে আসবে অথবা ধ্রুবক তাপমাত্রা মোড থেকে ধ্রুবক ভোল্টেজ মোডে প্রবেশ করবে। মোড যাই হোক না কেন, PROG পিনের ভোল্টেজ ব্যাটারিতে সরবরাহ করা কারেন্টের সমানুপাতিক।

অভ্যন্তরীণ প্রেস-অফ-টাইম সার্কিটরি এবং ট্রিকল চার্জিং ব্যবস্থাপনা কার্যকর লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যবস্থাপনার জন্য প্রয়োজনীয় কার্যকারিতা উন্নত করেছে। ডিভাইসটি ০.৬% ভাসমান ভোল্টেজ নির্ভুলতা সরবরাহ করে, মাত্র দুটি বহিরাগত উপাদান।

যখন ইনপুট পাওয়ার সরানো হয়, তখন LTC4065 স্বয়ংক্রিয়ভাবে একটি নিম্ন কারেন্ট অবস্থায় প্রবেশ করে এবং ব্যাটারি লিকেজ কমিয়ে আনা হয় 1μনিচে A. বিদ্যুৎ প্রয়োগের পর, LTC4065 শাটডাউন মোডে প্রবেশ করতে পারে এবং বিদ্যুৎ সরবরাহ 20-এ নামিয়ে আনতে পারে।

μনিচে A. চিত্র ২: চার্জিং স্ট্যাটাস ফ্লো চার্ট LTC4065 সিদ্ধান্ত এর অনুরূপ। LTC4065 এর মতো, MaximIntegrated MAX1551-এর তাপীয় সীমাবদ্ধতা ফাংশনও রয়েছে, সর্বোত্তম চার্জিং, সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে ব্যাটারি এবং ইনপুট ভোল্টেজ দ্বারা তাপীয়ভাবে সীমাবদ্ধ না হয়ে।

যখন তাপ সীমায় পৌঁছে যায়, তখন MAX 15551 এবং MAX 1555 সম্পূর্ণরূপে চার্জিং বন্ধ করবে না, বরং ধীরে ধীরে চার্জিং কারেন্ট কমিয়ে দেবে, যা সিস্টেমে ঠান্ডা হওয়ার সময় কার্যকারিতা বজায় রাখতে সাহায্য করে। SOT23 প্যাকেজটি ব্যবহার করা হয়, MAX1551 এবং MAX 1555 এর মতো, মাইক্রোচিপটেকনোলজি দ্বারা তৈরি MCP73811 ধ্রুবক চাপ এবং ধ্রুবক কারেন্ট চার্জিং সরবরাহ করা হয়, পরবর্তীটি কেবল বাহ্যিক প্রতিরোধের দ্বারা প্রোগ্রাম করা হয় এবং একটি অন্তর্নির্মিত তাপ সেন্সর নিয়ন্ত্রণ তাপমাত্রা সীমা চার্জিং দিয়ে সজ্জিত। টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস (TI)-এর BQ2409X সিরিজটি একটি অত্যন্ত সমন্বিত লিনিয়ার চার্জার ডিভাইস, যা স্থান-ভিত্তিক পোর্টেবল ব্যবহারের মুখোমুখি।

এই আইসিগুলি ইউএসবি পোর্ট পাওয়ারের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে অথবা উচ্চ ইনপুট ভোল্টেজ পরিসীমা এবং ইনপুট ওভারভোল্টেজ সুরক্ষা সহ এসি অ্যাডাপ্টারগুলিতে সামঞ্জস্য করা যাবে না। BQ2904X সমন্বয়, ধ্রুবক বর্তমান এবং ধ্রুবক ভোল্টেজ চার্জিং সঞ্চালন করে। সমস্ত চার্জিং পর্যায়ে, অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লুপ অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রার সীমা অতিক্রম করলে IC জংশনের তাপমাত্রা এবং নিম্ন চার্জিং কারেন্ট পর্যবেক্ষণ করে।

যদিও লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির চার্জিং কৌশলের সংমিশ্রণ বহনযোগ্য এবং পরিধেয় সিস্টেম তৈরির সুযোগ করে দেয় যাতে বিল্ড বহনযোগ্য এবং পরিধেয় সিস্টেমগুলি দীর্ঘস্থায়ী হয়, তবে দীর্ঘতম কার্যকারিতা সরবরাহ করা হয় এবং ব্যাটারির আকার হ্রাস করা যেতে পারে। ছোট থেকে ওজন এবং জীবনের মধ্যে সেরা বিনিময়। .