NIMH لتیم بیٹریوں کی سمارٹ چارجنگ پر USB پورٹ کو لاگو کرنے کا طریقہ

2022/04/08

مصنف: آئی فلو پاور -پورٹیبل پاور سٹیشن فراہم کنندہ

عمومی جائزہ یونیورسل سیریل بس (USB) پورٹ پاور اور گراؤنڈ کے ساتھ ایک دو طرفہ ڈیٹا پورٹ ہے۔ USB تمام قسم کے پیری فیرلز کو جوڑ سکتا ہے، بشمول ایکسٹرنل ڈرائیوز، اسٹوریج ڈیوائسز، کی بورڈز، ماؤس، وائرلیس انٹرفیس، کیمرہ، کیمرہ، MP3 پلیئر، اور منفرد الیکٹرانک آلات کی تعداد۔ ان آلات میں بیٹری سے چلنے والی بہت سی ڈیوائسز ہیں، کچھ میں بلٹ ان بیٹریاں ہیں۔

بیٹری چارجنگ ڈیزائن کے حوالے سے، وسیع USB مواقع اور چیلنجز دونوں لے کر آئی ہے۔ یہ مضمون بیان کرتا ہے کہ USB پاور سپلائی کے ساتھ ایک سادہ بیٹری چارجر کو کیسے انٹرفیس کیا جائے۔ مضمون میں USB پاور بس کی خصوصیات کا جائزہ لیا گیا ہے، بشمول وولٹیج، موجودہ حد، سرج کرنٹ، کنیکٹر، اور کیبل کنکشن کا مسئلہ۔

اسی وقت، NiMH اور لیتھیم آئن بیٹری ٹیکنالوجی، چارج کرنے کا طریقہ، اور چارجنگ ختم کرنے کی تکنیک متعارف کرائی گئی ہے۔ NIMH بیٹری کو چارج کرنے کے لیے USB پورٹ کو محسوس کرنے کے لیے ایک مکمل نمونہ سرکٹ دیا گیا ہے، اور چارجنگ ڈیٹا دیا گیا ہے۔ USB کی خصوصیت USB بس کم طاقت والے الیکٹرانک آلات کے لیے بجلی فراہم کر سکتی ہے۔

بس پاور سپلائی گرڈ سے الگ تھلگ ہے اور اس میں اچھی استحکام ہے۔ تاہم، موجودہ کرنٹ کی ایک محدود تعداد ہے، اور لوڈ اور میزبان یا طاقت کے درمیان ممکنہ انٹرآپریبلٹی ہے۔ USB پورٹ 90ohm پر مشتمل ہے۔ دو طرفہ تفریق شیلڈ بٹی ہوئی جوڑی، VBus (+ 5V پاور) اور۔

یہ 4 لائن ایلومینیم ورق کی اندرونی شیلڈ اور بنائی آن لائن شیلڈ سے محفوظ ہے۔ تازہ ترین USB تفصیلات کا معیار ورژن 2.0 ہے، آپ USB تنظیم سے مفت حاصل کر سکتے ہیں۔

معیاری معیار حاصل کرنے کے لیے، آپ کو ایک فنکشنل کنٹرولر کے ذریعے آلات اور میزبانوں کے درمیان دو طرفہ مواصلت کو نافذ کرنا چاہیے۔ عام طور پر مطلب 1 یونٹ کا بوجھ 100mA (زیادہ سے زیادہ) ہے۔ کوئی بھی ڈیوائس زیادہ سے زیادہ کرنٹ 5 یونٹ ہونے کی اجازت دیتی ہے۔

یو ایس بی پورٹ کو کم پاور پورٹس اور ہائی پاور پورٹس کی دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے، اور کم پاور پورٹس 1 یونٹ لوڈ کرنٹ فراہم کر سکتے ہیں، ہائی پاور پورٹس 5 یونٹ لوڈ فراہم کر سکتے ہیں۔ جب آلہ صرف USB پورٹ سے منسلک ہوتا ہے، گنتی کا عمل آلہ کی شناخت کرتا ہے اور اس کی لوڈ کی ضروریات کا تعین کرتا ہے۔ اس عمل کے دوران، صرف ڈیوائس کو میزبان سے 1 یونٹ تک لوڈ لینے کی اجازت ہے۔

گنتی کا عمل مکمل ہونے کے بعد، اگر میزبان کا پاور مینجمنٹ سوفٹ ویئر اجازت دیتا ہے، تو ہائی پاور ڈیوائس مزید کرنٹ سیکھ سکتا ہے۔ کچھ میزبان سسٹمز (بشمول ڈاون اسٹریم یو ایس بی ہب) فیوز یا فعال کرنٹ ڈیٹیکٹر کے ذریعے کرنٹ محدود کرنے والے فنکشن کی فراہمی کرتے ہیں۔ اگر USB ڈیوائس گنتی کے عمل کو نہیں لیتی ہے، تو بڑی کرنٹ (1 یونٹ سے زیادہ لوڈ) USB پورٹ سے جذب ہو جاتا ہے، اور اہم موقع اوور کرنٹ حالت کا پتہ لگاتا ہے اور استعمال ہونے والی ایک یا زیادہ USB پورٹس کو بند کر دیتا ہے۔

مارکیٹ میں فراہم کردہ بہت سے USB ڈیوائسز، بشمول آزاد بیٹری چارجرز، گنتی کے عمل کو سنبھالنے کے لیے کوئی فعال کنٹرولر نہیں ہے، لیکن جذب شدہ کرنٹ 100mA سے زیادہ ہیں۔ یہ آلات اس نامناسب حالات میں مسائل کا سبب بن سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، اگر ایک ایسا آلہ جس میں بس سے چلنے والے USB ہب میں 500mA کرنٹ ڈالا گیا ہو، اور صحیح گنتی کا عمل حب پورٹ اور ہوسٹ پورٹ کو اوور لوڈ کرنے کا سبب بن سکتا ہے۔

اعلی درجے کی پاور مینجمنٹ، خاص طور پر لیپ ٹاپ کا استعمال کرتے وقت میزبان آپریٹنگ سسٹم زیادہ پیچیدہ ہے، یہ ہمیشہ ممکن حد تک کم ہونا چاہتا ہے. کچھ پاور سیونگ موڈز میں، کمپیوٹر USB ڈیوائس کو زیر التواء کمانڈ جاری کرتا ہے، اور پھر یہ سمجھا جاتا ہے کہ ڈیوائس کم پاور موڈ میں داخل ہوئی ہے۔ ڈیوائس میں ایک فنکشنل کنٹرولر ہوتا ہے جو میزبان کے ساتھ بات چیت کر سکتا ہے ہمیشہ ایک بہتر طریقہ ہے، چاہے یہ کم پاور والے آلات کے بارے میں ہو۔

USB 2.0 تفصیلات بہت جامع ہے، بجلی کی فراہمی کا معیار، کنیکٹر کا ڈھانچہ، کیبل کا مواد، اجازت شدہ وولٹیج ڈراپ اور سرج کرنٹ وغیرہ۔ کم کرنٹ اور بڑی کرنٹ پورٹس میں مختلف پاور انڈیکیٹرز ہوتے ہیں۔

یہ میزبان اور لوڈ کے درمیان کنیکٹر میں وولٹیج ڈراپ اور گرا ہوا وولٹیج کا تعین کرنے کے لیے اہم ہے، اور اس میں USB کے ذریعے فراہم کردہ حب پر گرا ہوا وولٹیج بھی شامل ہے۔ بشمول ایک کمپیوٹر یا ایک میزبان، ایک میزبان، ایک میزبان، ایک بڑا کرنٹ پورٹ، زیادہ سے زیادہ 500mA کا کرنٹ۔ غیر فعال، بس سے چلنے والے USB ہب میں موجودہ بندرگاہیں کم ہیں۔

جدول 1 میں USB بڑے کرنٹ اور لو کرنٹ پورٹ اپ اسٹریم (پاور) پنوں کے ذریعہ اجازت دی گئی وولٹیج رواداری کی فہرست دی گئی ہے۔ ٹیبل 1.USB2۔

0 تفصیلات پاور کوالٹی سٹینڈرڈ پیرامیٹر کی ضرورت ڈی سی وولٹیج، ہائی پاور پورٹ * 4.75VTO5.25VDCVOLtage، کم پاور پورٹ * 4۔

40VTO5.25VMaximumQuiescentCurrent (LowPower، SuspendMode) 500µAmaximumquiescentcurrent (ہائی پاور، سسپنڈ موڈ) 2500µAmaximumAllowableInput Capacitance (لوڈ سائیڈ) 10µFMinimumRequiredOutputPutcapacitance (Hostside) 120µاڑنا±رشچارج انٹو لوڈ50 میں 20% زیادہ سے زیادہ قابل اجازتµC * یہ اشارے اپ اسٹریم ہوسٹ یا حب پورٹ کے کنیکٹر پنوں پر لاگو ہوتے ہیں۔ کیبل اور کنیکٹر پر IXR ڈراپ پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔

USB2.0 تفصیلات کے مطابق میزبان میں، ہائی پاور پورٹ کے اپ اسٹریم اینڈ میں 120 ہےµF، کم ESR اہلیت۔ منسلک USB ڈیوائس کی ان پٹ کیپیسیٹینس 10 تک محدود ہے۔µF، ابتدائی لوڈ کنکشن کے مرحلے میں، میزبان (یا خود سے چلنے والے مرکز) سے حاصل کردہ چارج کی زیادہ سے زیادہ رقم 50 ہونے کی اجازت ہے۔µسی۔

اس طرح، جب نیا آلہ USB پورٹ سے منسلک ہوتا ہے، تو upstream پورٹ کا عارضی وولٹیج 0.5V سے کم ہوتا ہے۔ اگر بوجھ صحیح طریقے سے کام کر رہا ہو تو زیادہ ان پٹ ہونا چاہیے، سرج کرنٹ لمیٹر کو یقینی بنانے کے لیے فراہم کیا جانا چاہیے کہ زیادہ گنجائش چارج کرتے وقت کرنٹ 100mA سے زیادہ نہ ہو۔

جب یو ایس بی پورٹ بس پاور سپلائی سے چلتا ہے، تو حب کم پاور ڈیوائس سے منسلک ہوتا ہے، اور یو ایس بی پورٹ پر ڈی سی وولٹیج ڈوب جاتا ہے تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔ جب ہائی پاور لوڈ بس سے منسلک ہوتا ہے، وولٹیج ڈراپ تصویر 1 میں دیے گئے اشارے سے تجاوز کرے گا، اور بس اوورلوڈ کا سبب بنے گا۔ شکل 1.

کم پاور لوڈ میں میزبان کا وولٹیج ڈراپ بڑا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے بس میں اوورلوڈ ہوتا ہے جب تصویر میں دیے گئے DC وولٹیج کی اجازت ہوتی ہے۔ بیٹری چارج کرنے کے لیے سنگل سیل لیتھیم آئن اور لتیم پولیمر بیٹری کی ضرورت ہوتی ہے آج کی لتیم آئن بیٹری زیادہ سے زیادہ درجہ بندی کی گنجائش تک چارج ہوتی ہے، اور اس کا وولٹیج عام طور پر 4.1V سے 4 کے درمیان ہوتا ہے۔

2V موجودہ مارکیٹ 4.3V سے 4 کے درمیان وولٹیج کی حد کے ساتھ، اپ ڈیٹ شدہ، بڑی بیٹری فروخت کر رہی ہے۔

4V عام پرزمیٹک لیتھیم آئنز (Li+) اور لتیم پولیمر (li-poly) بیٹری کی گنجائش 600mAh سے 1400mAh ہے۔ li + اور li-poly بیٹریوں کے لیے، ترجیحی چارجنگ وکر مسلسل کرنٹ چارجنگ کے ساتھ شروع ہوتا ہے، بیٹری وولٹیج تک مسلسل ریٹیڈ وولٹیج تک پہنچنے کے لیے۔

پھر چارجر کو بیٹری کے دونوں سروں پر وولٹیج پر ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ یہ دو ایڈجسٹمنٹ طریقے ایک مستقل کرنٹ (CC) مستقل وولٹیج (CV) چارج کرنے کا طریقہ تشکیل دیتے ہیں۔ لہذا، اس قسم کے چارجر کو اکثر CCCV چارجر کہا جاتا ہے۔

CCCV چارجر کے CV موڈ میں داخل ہونے کے بعد، بیٹری کا چارج کرنٹ گرنا شروع ہو جاتا ہے۔ اگر عام چارجنگ کی شرح 0.5c سے 1۔

5c چارج کیا جاتا ہے، جب بیٹری اپنی پوری صلاحیت کے 80% سے 90% تک پہنچ جاتی ہے تو چارجر CV موڈ میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ ایک بار جب چارجر CV چارجنگ موڈ میں داخل ہوتا ہے، بیٹری کرنٹ کی نگرانی کی جاتی ہے۔ جب کرنٹ کم از کم حد تک پہنچ جاتا ہے (کئی ملی ایمپس یا دسیوں ملی ایمپس)، چارجر چارجنگ کو ختم کر دیتا ہے۔ لتیم آئن بیٹری کا ایک عام چارجنگ وکر شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 2۔ CCCV چارجر کا استعمال کرتے ہوئے چارج کرتے وقت عام وکر، شکل 1 میں دکھائے گئے USB وولٹیج ڈراپ انڈیکس سے، پورٹ پاور سپلائی ہب کے ڈاؤن اسٹریم لو پاور پورٹ وولٹیج میں کافی مارجن نہیں ہے، بیٹری کو 4.2 تک چارج کرنا مشکل ہے۔ وی

چارجنگ پاتھ پر موجود اضافی مزاحمت کی تھوڑی مقدار عام چارجنگ میں رکاوٹ بنے گی۔ LI + اور Li-Poly بیٹریوں کو مناسب درجہ حرارت پر چارج کیا جانا چاہئے۔ مینوفیکچرر کے ذریعہ تجویز کردہ سب سے زیادہ چارج درجہ حرارت عام طور پر +45 ہے۔°C سے +55°C کے درمیان، زیادہ سے زیادہ خارج ہونے والے مادہ کا درجہ حرارت 10 سے زیادہ ہو سکتا ہے۔°کلاس سی چھوڑ دی۔

یہ بیٹریاں مواد استعمال کرتی ہیں، کیمیائی خصوصیات بہت جاندار ہوتی ہیں، اگر بیٹری کا درجہ حرارت +70 سے زیادہ ہو°C، دہن واقع ہو جائے گا. لیتھیم آئن بیٹری چارجر میں تھرمل شٹ ڈاؤن سرکٹ ہونا چاہیے جو بیٹری کے درجہ حرارت کو مانیٹر کرے۔ اگر بیٹری کا درجہ حرارت مینوفیکچرر کی طرف سے تجویز کردہ زیادہ سے زیادہ چارج درجہ حرارت سے زیادہ ہے، تو چارجنگ ختم کر دی جاتی ہے۔

NiMH بیٹری (NIMH) NIMH بیٹری لیتھیم آئن بیٹریوں سے زیادہ اہم ہے، اور اس کی توانائی کی کثافت بھی لتیم آئن بیٹریوں سے کم ہے۔ NIMH بیٹری لیتھیم آئن بیٹری سے سستی رہی ہے، لیکن حال ہی میں دونوں کی قیمتوں میں فرق سکڑ رہا ہے۔ NIMH بیٹری معیاری سائز کی ہے، جو زیادہ تر ایپلی کیشنز میں الکلائن بیٹریاں بدل سکتی ہے۔

ہر بیٹری کا برائے نام وولٹیج 1.2V ہے، جو اس کے بھرنے کے بعد 1.5V تک پہنچ جائے گا۔

عام طور پر NIMH بیٹریوں کو مسلسل موجودہ ذرائع میں چارج کرتا ہے۔ جب یہ مکمل طور پر بھر جاتا ہے، تو تھرمل کیمیائی رد عمل ہوتا ہے، جس سے بیٹری کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے، اور بیٹری کی طرف والی وولٹیج کم ہو جاتی ہے۔ بیٹری کے درجہ حرارت میں اضافے کی شرح یا منفی وولٹیج کی تبدیلی کی شرح کا پتہ چلا ہے، اور چارجنگ کو ختم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

چارجنگ ختم کرنے کے ان طریقوں کو بالترتیب DT/DT اور -V کہا جاتا ہے۔ جب چارجنگ کی شرح بہت کم ہوتی ہے، DT/DT اور -V واضح نہیں ہوتے ہیں، تو درست طریقے سے پتہ لگانا مشکل ہوتا ہے۔ جب بیٹری اوورچارج حالت میں داخل ہونے لگتی ہے، DT/DT اور -V ردعمل ظاہر ہونا شروع ہو جاتے ہیں۔

اس وقت، اگر آپ چارج کرنا جاری رکھیں گے، تو بیٹری خراب ہو جائے گی۔ جب چارجنگ کی شرح C/3 سے زیادہ ہو تو ختم ہونے کا پتہ لگانا بہت آسان ہے۔ درجہ حرارت میں اضافے کی شرح تقریباً 1 ہے۔°C/منٹ، -V جواب کم چارج کی شرح سے زیادہ واضح ہے۔

تیز چارج ختم ہونے کے بعد، ایک چھوٹی کرنٹ کے ساتھ مکمل طور پر کافی بیٹریاں (چارج چارج) کرنے میں کم وقت لگانے کی سفارش کی جاتی ہے۔ چارجنگ مرحلے کی تکمیل کے بعد، خود خارج ہونے والے اثر کو C/20 یا C/30 کا استعمال کرتے ہوئے خود خارج ہونے والے اثر کی تلافی کی جاتی ہے، تاکہ بیٹری پوری حالت میں برقرار رہے۔ شکل 3 ایک بیٹری وولٹیج کا وکر دکھاتا ہے جو DS2712NIMH چارجر کا استعمال کرتے ہوئے NIMH بیٹری (بجلی کا ایک حصہ پہلے سے) چارج کرتا ہے۔

اس اعداد و شمار میں، اوپر والے وکر کا ڈیٹا اس وقت حاصل کیا جاتا ہے جب چارجنگ کرنٹ بیٹری میں ہوتا ہے، اور کرنٹ کو کاٹنے کے وقت نیچے کے وکر کا ڈیٹا ماپا جاتا ہے۔ DS2712 میں، وولٹیج کا فرق NIMH بیٹریوں اور الکلائن بیٹریوں میں فرق کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر ایک الکلین بیٹری کا پتہ چل جاتا ہے، DS2712 اسے چارج نہیں کرتا ہے۔

شکل 3۔ DS2712 چارجنگ کنٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے NIMH بیٹری کو چارج کریں۔

ہم سے رابطہ کریں
بس ہمیں اپنی ضروریات کو بتائیں، ہم آپ کو تصور کر سکتے ہیں سے زیادہ کر سکتے ہیں.
اپنی انکوائری بھیجیں
Chat with Us

اپنی انکوائری بھیجیں

ایک مختلف زبان کا انتخاب کریں
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
موجودہ زبان:اردو