វិធីសាស្ត្រសាកថ្ម Lithium-ion សម្រាប់ផ្ទុកថាមពល

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - د پورټ ایبل بریښنا سټیشن عرضه کونکی

បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យាចាស់ៗដូចជា នីកែល-កាដមីញ៉ូម បច្ចេកវិទ្យាគីមីនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដង់ស៊ីតេថាមពលរបស់ឧបករណ៍ចល័តយ៉ាងខ្លាំង ហើយធ្វើតាមពេលវេលាប្រតិបត្តិការធម្មតានៃប្រព័ន្ធទាំងនេះនៅពេលដែលសាកម្តង។ សមាមាត្រនៃការឆក់ដោយខ្លួនឯងនៃថ្ម lithium-ion គឺពាក់កណ្តាលនៃ nickel-cadmium និង nickel metal hydrides ដែលជួយអាយុកាលធ្នើ អនុញ្ញាតឱ្យឧបករណ៍សាកថ្ម ដូច្នេះអតិថិជនមិនចាំបាច់ទិញមុនពេលប្រើប្រាស់។ គុណវិបត្តិនៃអ៊ីយ៉ុងលីចូមគឺស្មុគស្មាញជាងបច្ចេកវិទ្យាចាស់ជាងគីមីវិទ្យាដំបូង។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការគ្រប់គ្រងដោយប្រយ័ត្នប្រយែងអាចត្រូវបានប្រើ ដើម្បីបង្កើនថាមពលបញ្ជូនថាមពលនៃអ៊ីយ៉ុងលីចូម មិនត្រឹមតែផ្តល់នូវបទពិសោធន៍កាន់តែប្រសើរប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបង្រួមការរចនារបស់អ្នកដើម្បីប្រើថ្មតូចៗ។ ដោយសារថ្មមានសមាមាត្រដ៏សំខាន់នៅក្នុងទំហំ និងទម្ងន់នៃឧបករណ៍ដែលអាចពាក់បាន វាជាការគួរអោយកត់សម្គាល់ដោយការជំនួសសៀគ្វីសាកមួយទៅសៀគ្វីសាកផ្សេងទៀត។ បញ្ហាសំខាន់នៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង គឺដោយសារតែវាមានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះការសាកថ្មច្រើនពេក ពីព្រោះតង់ស្យុងខ្ពស់ពេកអាចបណ្តាលឱ្យមានភាពតានតឹងផ្នែកសម្ភារៈ ដូច្នេះធ្វើឱ្យអាយុកាលថ្មខ្លី។

ប្រសិនបើការចោទប្រកាន់លើសពីវ៉ុល 4.2V ក្នុងមួយថ្ម ពួកគេក៏នឹងនាំមកនូវហានិភ័យសុវត្ថិភាពផងដែរ។ សៀគ្វីសាកដែលមានតម្លៃទាបអាចសាកលើសបាន ព្រោះថ្មមិនដល់កម្រិតពិតប្រាកដ។

ពួកគេប្រើអ្វីដែលគេហៅថាយុទ្ធសាស្ត្រសាកថ្ម និងដំណើរការ យុទ្ធសាស្ត្រនេះមានអត្ថប្រយោជន៍ដែលវាមើលទៅលឿន។ យុទ្ធសាស្រ្តនេះប្រើលក្ខណៈនៃខ្សែកោងនៃការសាកថ្ម lithium ion ដែលអាចបែងចែកជាបួនដំណាក់កាលសំខាន់ៗ។ ដំណាក់កាលទីមួយប្រើចរន្តថេរដើម្បីផ្គត់ផ្គង់ថ្ម។

ជាមួយនឹងថ្មវ៉ុលរបស់វាមានលីនេអ៊ែរច្រើនឬតិច។ វ៉ុលត្រូវបានរុញភ្ជាប់នៅជិតកំពូល ដែលនៅពេលនោះឆ្នាំងសាកអាចឈប់បាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយមានតែប្រហែល 85% ប៉ុណ្ណោះដែលគិតថ្លៃនៅពេលនេះដែលបណ្តាលឱ្យពេលវេលាប្រើប្រាស់មានកម្រិតទាបតាមទ្រឹស្តី។

លើសពីនេះ ដោយសារហេតុផលសុវត្ថិភាព វ៉ុលកាត់ជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់នៅក្រោមវ៉ុលអតិបរមា ដែលកាត់បន្ថយបន្ទុកអតិបរមាដែលត្រូវបានអនុវត្តចំពោះថ្ម។ វ៉ុលកាត់គឺ 3.8V ជាជាងអតិបរិមាធម្មតា 4 ។

2V ដូច្នេះ 60% នៃសមត្ថភាពថ្មអាចប្រើបាន។ ការសាកថ្មដែលនៅសល់ត្រូវបានអនុវត្តកំឡុងពេលតិត្ថិភាពឬដំណាក់កាលតង់ស្យុងថេរ។ ទោះបីជាឆ្នាំងសាកលឿនអាចកាត់បន្ថយពេលវេលាដែលត្រូវការដើម្បីឈានទៅដល់ដំណាក់កាលឆ្អែតដោយបន្ថែមចរន្តសាកក៏ដោយ នេះមានឥទ្ធិពលពង្រីកដំណាក់កាលតិត្ថិភាព ហើយគ្រប់គ្រងដំណាក់កាលតិត្ថិភាពដោយប្រុងប្រយ័ត្ន និងត្រឹមត្រូវដើម្បីការពារពីភាពតានតឹង។

រូបភាពទី 1៖ ដំណាក់កាលសាកថ្មរបស់ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង រួមទាំងដំណាក់កាលនៃការកែតម្រូវកម្ដៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ វាពិបាកក្នុងការសាកល្បងថ្មដែលពោរពេញដោយហៀរទឹក ដូច្នេះពេលវេលា ឬកម្រិតបច្ចុប្បន្នត្រូវបានប្រើជាប្រូកស៊ី ដើម្បីបង្ហាញថាថ្មជិតដល់ការសាកថ្មពេញហើយ។ ជាធម្មតា ការសាកថ្មតិត្ថិភាពគឺប្រហែលពីរម៉ោង ដោយហេតុនេះផ្តល់នូវការកំណត់ពេលវេលាសមស្រប។

កំឡុងពេលសាកថ្ម សន្ទស្សន៍បច្ចុប្បន្នធ្លាក់ចុះ។ នៅពេលដែលចរន្តឈានដល់ប្រហែល 3% នៃកម្រិតដែលបានប្រើក្នុងដំណាក់កាលទីមួយ ជាទូទៅថ្មត្រូវបានចាត់ទុកថាត្រូវបានសាកពេញ ហើយដំណើរការអាចបញ្ឈប់បាន។ វ៉ុលដែលប្រើកំឡុងពេលសាកថ្មឆ្អែតត្រូវបានកែតម្រូវទៅមួយភាគរយ ឬប្រសើរជាងនេះ។

សៀគ្វីដែលដំណើរការបន្ទុកឆ្អែតអាចប្រើការធ្វើតេស្តបច្ចុប្បន្ន និងចុចដើម្បីគ្រប់គ្រងដំណើរការនានា ដើម្បីធានាថាថាមពលនឹងត្រូវបានកាត់បន្ទាប់ពីមួយរយៈពេល ហើយលោហៈលីចូមកកកុញដែលបណ្តាលឱ្យមានអគ្គីភ័យ។ សីតុណ្ហភាពក៏មានប្រយោជន៍ក្នុងការគ្រប់គ្រងការសាកថ្មផងដែរ។ នៅដំណាក់កាលទី 1 ភាពធន់ខាងក្នុងមានកម្រិតទាប ថ្មនឹងមិនត្រូវបានកាត់បន្ថយឡើយ។

នៅពេលដែលចូលដល់ដំណាក់កាលតិត្ថិភាព ថ្មនឹងកាន់តែក្តៅ។ ដូច្នេះឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាពទាក់ទងនឹងការធានាថាថ្មនឹងមិនឡើងកំដៅ ហើយមានហានិភ័យសុវត្ថិភាពគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់។ ក្រុមហ៊ុនផលិតថ្មនឹងផ្តល់នូវដែនកំណត់សីតុណ្ហភាពសុវត្ថិភាពសម្រាប់ផលិតផលរបស់ពួកគេ ហើយជាធម្មតាផ្គត់ផ្គង់ឧបករណ៍កម្តៅដែលអាចប្រើជាមួយ ADCs ឬសៀគ្វីប្រៀបធៀបនៅក្នុងសៀគ្វីសាកថ្មនៅក្នុងកញ្ចប់ថ្ម។

ដំណើរការ​សាក​ត្រូវ​សាក​មុន​ពេល​អស់​ជម្រៅ។ វាប្រើការសាកថ្មដោយល្បិចដើម្បីបន្តថ្មដែលអាចសាកបាន - សាកល្បងវ៉ុលរបស់ពួកគេនឹងទាបជាង 3V ។ នៅពេលដែលដំណើរការបញ្ជូលត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ជាមួយនឹងបន្ទុកគ្រប់គ្រាន់ វ៉ុលនឹងកើនឡើងដល់ 3V ឬច្រើនជាងនេះ ហើយដំណើរការសាកថ្មដំណាក់កាលដំបូងធម្មតាអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រង។

IC ឆ្នាំងសាក LTC4065 របស់ Linglurt ប្រើកញ្ចប់ DFN ទំហំតូច ដែលផ្គត់ផ្គង់របៀបរៀបចំការបញ្ជូនត្រឡប់ ដើម្បីគាំទ្ររបៀបសាកថ្មផ្សេងៗដែលទាមទារសម្រាប់ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ ឧបករណ៍នេះគាំទ្រវិធីសាស្ត្រសាកថ្មបច្ចុប្បន្ន និងវ៉ុលថេរ ព្រមទាំងសីតុណ្ហភាពថេរ ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យសាកថ្មមានប្រសិទ្ធភាពជិត។ ដើម្បីគាំទ្រការសាកថ្មដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ LTC4065 មានសៀគ្វីកំណត់កំដៅ។

នេះអាចកំណត់ចរន្តសាកដោយអនុលោមតាមសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញធម្មតា (ជាជាងករណីដ៏អាក្រក់បំផុត) និងធានាថាឆ្នាំងសាកត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយស្វ័យប្រវត្តិនៅក្នុងករណីដ៏អាក្រក់បំផុត។ នៅក្នុង LTC4065 ឧបករណ៍បំពងសំឡេងចំនួនបីរង្វិលជុំគ្រប់គ្រងចរន្តថេរ វ៉ុលថេរ និងរបៀបសីតុណ្ហភាពថេរ។ រង្វិលជុំមតិត្រឡប់ amplifier ទី 4 ត្រូវបានប្រើដើម្បីបន្ថែម impedance លទ្ធផលនៃគូប្រភពបច្ចុប្បន្ន ដើម្បីធានាថាចរន្តបង្ហូរមួយគឺត្រឹមតែមួយពាន់ដងនៃចរន្តបង្ហូរទីពីរ។

រង្វិលជុំមតិត្រឡប់ដាច់ដោយឡែកសម្រាប់ប្រតិបត្តិការចរន្តថេរ និងវ៉ុលថេរបង្ខំឆ្នាំងសាកដោយផ្អែកលើម៉ូដែលណាមួយដែលព្យាយាមកាត់បន្ថយចរន្តសាក។ ទិន្នផល amplifier មួយផ្សេងទៀតត្រូវបានឆ្អែតដែលមានប្រសិទ្ធភាពលុបបំបាត់រង្វិលជុំរបស់វាចេញពីប្រព័ន្ធ។ នៅពេលដែលនៅក្នុងរបៀបបច្ចុប្បន្នថេរ វាត្រូវបានជំរុញយ៉ាងត្រឹមត្រូវទៅ 1v ។

ម្ជុល Prog ដើម្បី​សរសេរ​កម្មវិធី​ចរន្ត​ដោយ​ប្រើ​រេស៊ីស្តង់​អត់ធ្មត់​ភាគរយ (rPROG)។ នៅពេលដែលរបៀបវ៉ុលថេរត្រូវបានស្រឡាញ់ រង្វិលជុំវ៉ុលថេរជំរុញការបញ្ចូលបញ្ច្រាសរបស់វាទៅវ៉ុលយោងខាងក្នុង។ ឧបករណ៍បែងចែករេស៊ីស្តង់ខាងក្នុងធានាថាវ៉ុលថ្មនៅតែមាននៅ 4 ។

វ៉ុល pin 2V.Prog ក៏អាចបង្ហាញពីចរន្តសាកនៅក្នុងរបៀបវ៉ុលថេរផងដែរ។ នៅក្នុងការងារធម្មតារយៈពេលនៃការសាកថ្មចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងរបៀបថេរ - ចរន្តដែលបញ្ជូនទៅថ្មគឺស្មើនឹង 1000V / rProg ។

ប្រសិនបើការប្រើប្រាស់ថាមពលរបស់ LTC4065 គឺនៅជិត 115°C, amplifier សីតុណ្ហភាពកំណត់នឹងចាប់ផ្តើមបន្ថយចរន្តសាក កំណត់សីតុណ្ហភាពនៃបន្ទះឈីបនៅក្នុងប្រហែល 115°C. នៅពេលដែលរបៀបរឹតបន្តឹងសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបិទ LTC 4065 នឹងត្រឡប់របៀបបច្ចុប្បន្នថេរ ឬចូលទៅក្នុងរបៀបវ៉ុលថេរពីរបៀបសីតុណ្ហភាពថេរ។ មិនថាវាជារបៀបទេ វ៉ុលរបស់ PROG pin គឺសមាមាត្រទៅនឹងចរន្តដែលបញ្ជូនទៅថ្ម។

សៀគ្វីចុចតាមម៉ោងខាងក្នុង និងការគ្រប់គ្រងការបញ្ចូលថ្មបានប្រសើរឡើងនូវមុខងារដែលត្រូវការសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងថ្ម lithium-ion ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ឧបករណ៍នេះផ្គត់ផ្គង់ភាពត្រឹមត្រូវនៃវ៉ុលអណ្តែត 0.6% មានតែសមាសភាគខាងក្រៅពីរប៉ុណ្ណោះ។

នៅពេលដែលថាមពលបញ្ចូលត្រូវបានដកចេញ LTC4065 នឹងចូលទៅក្នុងស្ថានភាពបច្ចុប្បន្នទាបដោយស្វ័យប្រវត្តិ ហើយការលេចធ្លាយថ្មត្រូវបានបន្ទាបទៅ 1μខាងក្រោម។ បន្ទាប់ពីថាមពលត្រូវបានអនុវត្ត LTC4065 អាចចូលទៅក្នុងរបៀបបិទហើយទម្លាក់ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលដល់ 20 ។

μខាងក្រោម។ រូបភាពទី 2៖ តារាងលំហូរស្ថានភាពសាកថ្ម ការសម្រេចចិត្ត LTC4065 ស្រដៀងនឹងនេះ។ ស្រដៀងទៅនឹង LTC4065 ដែរ MaximIntegrated MAX1551 ក៏មានមុខងារកំណត់កម្ដៅ ការសាកថ្មល្អបំផុត ដោយមិនត្រូវបានដាក់កម្រិតកម្ដៅដោយថ្មករណីអាក្រក់បំផុត និងវ៉ុលបញ្ចូល។

នៅពេលដែលកម្រិតកំដៅត្រូវបានឈានដល់ MAX 15551 និង MAX 1555 នឹងមិនបញ្ឈប់ការសាកថ្មទាំងស្រុងនោះទេ ប៉ុន្តែកាត់បន្ថយចរន្តសាកបន្តិចម្តងៗ ដែលជួយរក្សាមុខងារនៅពេលត្រជាក់នៅក្នុងប្រព័ន្ធ។ កញ្ចប់ SOT23 ត្រូវបានប្រើ ស្រដៀងទៅនឹង MAX1551 និង MAX 1555 ដែរ MCP73811 បង្កើតឡើងដោយ Microchiptechnology ត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ដោយសម្ពាធថេរ និងការសាកចរន្តថេរ ដែលក្រោយមកទៀតត្រូវបានកម្មវិធីដោយភាពធន់ខាងក្រៅប៉ុណ្ណោះ ហើយត្រូវបានបំពាក់ដោយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកំដៅដែលភ្ជាប់មកជាមួយនូវឧបករណ៍ត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពការសាកថ្មដែនកំណត់។ ស៊េរី BQ2409X នៃ Texas Instruments (TI) គឺជាឧបករណ៍សាកថ្មលីនេអ៊ែរដែលរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងខ្លាំង ដែលប្រឈមមុខនឹងការប្រើប្រាស់ចល័តតាមលំហ។

IC ទាំងនេះត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ថាមពលរន្ធ USB ឬប្រហែលជាមិនត្រូវបានកែសម្រួលអាដាប់ទ័រ AC ដែលមានជួរវ៉ុលបញ្ចូលខ្ពស់ និងការការពារលើសវ៉ុលបញ្ចូល។ BQ2904X អនុវត្តការលៃតម្រូវចរន្តថេរ និងការសាកថ្មតង់ស្យុងថេរ។ នៅក្នុងដំណាក់កាលសាកថ្មទាំងអស់ ការត្រួតពិនិត្យខាងក្នុងរង្វិលជុំត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពប្រសព្វ IC និងចរន្តសាកទាបនៅពេលដែលលើសពីកម្រិតសីតុណ្ហភាពខាងក្នុង។

ទោះបីជាការរួមបញ្ចូលគ្នានៃថ្ម lithium-ion ដើម្បីសាកបច្ចេកទេសអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតប្រព័ន្ធចល័ត និងអាចពាក់បាន ដើម្បីធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធដែលអាចចល័តបាន និងអាចពាក់បានកាន់តែយូរ មុខងារប្រើប្រាស់បានយូរបំផុតត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ ហើយទំហំថ្មអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយ។ ការដោះដូរដ៏ល្អបំផុតរវាងតូចទៅទម្ងន់ និងជីវិត។ .