ব্যাটারি চার্জিং ফান্ডামেন্টাল এবং চার্জিং প্রোফাইল

লি-আয়ন চার্জার হল এমন ডিভাইস যা ব্যাটারি চার্জিং কারেন্ট এবং ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করে এবং সাধারণত পোর্টেবল ডিভাইস যেমন সেলফোন, ল্যাপটপ এবং ট্যাবলেটের জন্য ব্যবহৃত হয়। অন্যান্য ব্যাটারি রসায়নের তুলনায়, লি-আয়ন ব্যাটারির একটি সর্বোচ্চ শক্তির ঘনত্ব রয়েছে, প্রতি কক্ষে একটি উচ্চ ভোল্টেজ প্রদান করে, উচ্চতর স্রোত সহ্য করতে পারে এবং ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে চার্জ হয়ে গেলে ট্রিকল চার্জ হতে হবে না। এছাড়াও, লি-আয়ন ব্যাটারির কোনো মেমরি প্রভাব থাকে না, যার অর্থ সম্পূর্ণরূপে নিষ্ক্রিয় হওয়ার আগে চার্জ করা হলে তারা কম চার্জ ক্ষমতার "মনে রাখে না"। যাইহোক, লি-আয়ন ব্যাটারিগুলিকে অবশ্যই একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক কারেন্ট এবং ধ্রুবক ভোল্টেজ (CC-CV) চার্জ প্রোফাইল দিয়ে চার্জ করা উচিত যা ব্যাটারির তাপমাত্রা এবং ভোল্টেজের স্তরের উপর নির্ভর করে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সামঞ্জস্য করা হয়।

চার্জিং প্রোফাইল হল লি- ব্যাটারির একটি মৌলিক দিক, কারণ এটি বর্ণনা করে যে ব্যাটারি চার্জ করার সময় একটি ব্যাটারির ভোল্টেজ এবং কারেন্ট কীভাবে পরিবর্তিত হয়।

লি-আয়ন ব্যাটারিগুলি অপেক্ষাকৃত সাধারণ চার্জিং প্রোফাইল অনুসরণ করে, নীচে আরও বিশদে বর্ণনা করা হয়েছে। নোট করুন যে যদি একটি চার্জার IC কনফিগারযোগ্যতা প্রদান করে, ডিজাইনার এই পর্যায়গুলির জন্য তাদের নিজস্ব থ্রেশহোল্ড সেট করতে সক্ষম হতে পারে। এই কনফিগারযোগ্য থ্রেশহোল্ডগুলি অত্যন্ত উপকারী, বিবেচনা করে যে বেশিরভাগ ব্যাটারি নির্মাতারা বিভিন্ন সর্বোচ্চ চার্জ বর্তমান স্তরের জন্য নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ডগুলি নির্দিষ্ট করে। কনফিগারেবিলিটি ব্যাটারিকে অতিরিক্ত-ভোল্টেজ এবং অতিরিক্ত-তাপমাত্রার অবস্থার পাশাপাশি ওভারলোড থেকে রক্ষা করে নিরাপত্তার একটি অতিরিক্ত স্তর প্রদান করতে পারে, যা ব্যাটারিকে স্থায়ীভাবে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে বা এর ক্ষমতা হ্রাস করতে পারে।

ট্রিকল চার্জ:

সাধারণত, ট্রিকল চার্জ ফেজ শুধুমাত্র তখনই ব্যবহৃত হয় যখন ব্যাটারির ভোল্টেজ খুব কম মাত্রার (প্রায় 2.1V) নিচে থাকে। এই অবস্থায়, ব্যাটারি প্যাকের অভ্যন্তরীণ সুরক্ষা IC এর আগে ব্যাটারিটি গভীরভাবে ডিসচার্জ হওয়ার কারণে, বা যদি একটি অতিরিক্ত-বর্তমান ঘটনা ঘটে থাকে তার সাথে সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে থাকতে পারে। চার্জার IC ব্যাটারি প্যাকের ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ করার জন্য একটি ছোট কারেন্ট (সাধারণত 50mA) উৎস করে, যা সুরক্ষা আইসিকে তার FET বন্ধ করে ব্যাটারি পুনরায় সংযোগ করতে ট্রিগার করে। যদিও ট্রিকল চার্জিং সাধারণত কয়েক সেকেন্ডের জন্য স্থায়ী হয়, তবে চার্জার IC একটি টাইমার সংহত করবে যা ব্যাটারি প্যাকটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে পুনরায় সংযোগ না করা হলে চার্জ হওয়া বন্ধ করে দেয়, কারণ এটি ইঙ্গিত করে যে ব্যাটারিটি ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছে।

প্রাক-চার্জ:

একবার ব্যাটারি প্যাকটি আবার সংযুক্ত হয়ে গেলে-বা ডিসচার্জ অবস্থায় থাকে, প্রি-চার্জিং শুরু হয়৷ প্রি-চার্জের সময়, চার্জারটি ক্ষয়প্রাপ্ত ব্যাটারিকে নিরাপদে চার্জ করা শুরু করে একটি নিম্ন বর্তমান স্তর যা সাধারণত C / 10 (যেখানে C এর ক্ষমতা (mAh))। প্রি-চার্জের ফলে, ব্যাটারির ভোল্টেজ ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে। প্রি-চার্জের উদ্দেশ্য হল কম কারেন্টে ব্যাটারিকে নিরাপদে চার্জ করা। এটি কোষের ক্ষতি প্রতিরোধ করে, যতক্ষণ না এর ভোল্টেজ একটি উচ্চ স্তরে পৌঁছায়।

ধ্রুবক বর্তমান (CC) চার্জ:

ধ্রুবক কারেন্ট (সিসি) চার্জকে দ্রুত চার্জিং হিসাবেও বিবেচনা করা হয়, যা নীচে আরও বিশদে বর্ণনা করা হয়েছে। CC চার্জিং শুরু হয় প্রি-চার্জের পরে, একবার ব্যাটারি প্রতি কক্ষে প্রায় 3V-এ পৌঁছে যায়৷ সিসি চার্জ পর্বে, ব্যাটারির জন্য 0.5C এবং 3C-এর মধ্যে উচ্চ চার্জ কারেন্ট পরিচালনা করা নিরাপদ। ব্যাটারি ভোল্টেজ "পূর্ণ" বা ভাসমান ভোল্টেজ স্তরে না পৌঁছানো পর্যন্ত সিসি চার্জিং চলতে থাকে, এই সময়ে, ধ্রুবক ভোল্টেজ পর্ব শুরু হয়।

ধ্রুবক ভোল্টেজ (সিভি) চার্জ:

লিথিয়াম কোষের জন্য ধ্রুবক ভোল্টেজ (সিভি) থ্রেশহোল্ড সাধারণত প্রতি কক্ষে 4.1V এবং 4.5V এর মধ্যে হয়। চার্জার IC CC চার্জ করার সময় ব্যাটারির ভোল্টেজ নিরীক্ষণ করে। একবার ব্যাটারি CV থ্রেশহোল্ডে পৌঁছে গেলে, চার্জারটি CC থেকে CV রেগুলেশনে রূপান্তরিত হয়। CV চার্জিং প্রয়োগ করা হয়েছে কারণ চার্জার IC দ্বারা দেখা বাহ্যিক ব্যাটারি প্যাক ভোল্টেজ প্যাকের প্রকৃত ব্যাটারি সেল ভোল্টেজকে ছাড়িয়ে গেছে। এটি অভ্যন্তরীণ কোষের প্রতিরোধ, PCB প্রতিরোধ এবং সুরক্ষা FET এবং কোষ থেকে সমতুল্য সিরিজ প্রতিরোধের (ESR) কারণে হয়। নিরাপদ অপারেশনের গ্যারান্টি দিতে, চার্জার IC অবশ্যই ব্যাটারি ভোল্টেজকে তার সর্বোচ্চ ভাসমান ভোল্টেজ অতিক্রম করতে দেবে না।

চার্জ সমাপ্তি:

চার্জার আইসি নির্ধারণ করে কখন চার্জ চক্রটি বন্ধ করতে হবে তার উপর ভিত্তি করে ব্যাটারিতে কারেন্ট চলে যাচ্ছে একটি সেট থ্রেশহোল্ডের নিচে (প্রায় C/10) CV পর্বে। এই মুহুর্তে, ব্যাটারিটি সম্পূর্ণরূপে চার্জ করা বলে মনে করা হয় এবং চার্জিং সম্পন্ন হয়। যদি চার্জার IC-তে চার্জ শেষ করা অক্ষম করা হয়, তাহলে চার্জ কারেন্ট স্বাভাবিকভাবেই 0mA-এ ক্ষয় হয়ে যাবে, কিন্তু বাস্তবে এটি খুব কমই করা হয়। এর কারণ হল CV চার্জিংয়ের সময় ব্যাটারিতে চার্জের পরিমাণ দ্রুতগতিতে কমে যায় (যেহেতু সেল ভোল্টেজ একটি বড় ক্যাপাসিটরের মতো বাড়ছে), এবং ক্ষমতা খুব কম বৃদ্ধির সাথে ব্যাটারি রিচার্জ করতে এটি উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি সময় নেয়।

যে কোনো মুহূর্তে প্রকৃত চার্জ কারেন্ট লুপ রেগুলেশনের কারণে সেট করা থেকে কম হতে পারে, যেমন ইনপুট কারেন্ট সীমা, ইনপুট ভোল্টেজ সীমা, তাপ নিয়ন্ত্রণ বা ব্যাটারির তাপমাত্রা।