पूर्ण होने का समय कब जानें: पूर्ण संकेत देने वाले शिखर को खोजना

**US 5,196,780**, डेविड आर. पाचोलोक, **10 सितंबर 1991** को दाखिल, **23 मार्च 1993** को स्वीकृत, समाप्त। इस पृष्ठ का आंकड़ा इसकी अपनी शीट 1 है: FIG. 1 वोल्टेज-बनाम-समय वक्र है जिसमें शिखर चिह्नित है, और FIG. 2 ब्लॉक आरेख है — FAST CHARGE और SLOW CHARGE ब्लॉक, तुलनित्र में जाता RC नेटवर्क, और नीचे की ओर **TH** और **TIMER**। कुछ भी बनाने से पहले तीनों समाप्ति तरीके लिखें, क्योंकि आविष्कार व्यवस्था है, उनमें से कोई एक नहीं: 1. **−ΔV**, बैटरी टर्मिनल से एक रोधक के माध्यम से आवेशित संधारित्र द्वारा पता लगाया जाता है। संधारित्र पीछे रहता है। जब वह बैटरी वोल्टेज को *पार* करता है, तो बैटरी पलट चुकी होती है। कोई अवकलक नहीं, कोई शोर समस्या नहीं। 2. **एक टाइमर**, तेज़ चार्ज पर लगभग अठारह मिनट। यदि वोल्टेज संकेत कभी नहीं आता, तब भी चार्ज समाप्त हो जाता है। 3. **एक थर्मोस्टेट**, **40 °C और 60 °C** के बीच सेट, स्वयं सेलों पर। यदि वे किसी भी कारण से गर्म होते हैं, तो चार्ज समाप्त हो जाता है। फिर समाप्ति के बाद क्या होता है, यह नोट करें: सर्किट बंद नहीं होता, बल्कि **धीमे चार्ज** पर चला जाता है जो अत्यधिक चार्ज किए बिना स्व-निर्वहन की भरपाई करता है। एक चार्जर जो बस रुक जाता है, आपको ऐसा पैक छोड़ता है जो गुरुवार तक फिर से खाली हो जाता है। इसके स्रोत साफ़ हैं और संख्या सत्यापित है। जहाँ कोई बाद का चरण कहता है कि कोई संख्या तय नहीं हो सकी, वह उस चरण के बारे में एक कथन है, कोई आदत नहीं।

आप उस सिग्नल के लिए समझदारी से डिटेक्टर नहीं बना सकते जिसे आपने कभी देखा ही नहीं। पहले सिग्नल को लॉग करें। एक डिस्चार्ज्ड NiMH सेल को होल्डर में रखें। बेंच सप्लाई को **1C** पर कॉन्स्टेंट करंट पर सेट करें — 2,000 mAh सेल के लिए 2 A — और वोल्टेज सीमा 1.8 V पर रखें ताकि खराब कनेक्शन से कोई अचानक परिणाम न हो। थर्मोकपल को सेल के कैन पर टेप से चिपकाएँ। टर्मिनल वोल्टेज को **चार अंकों** तक और कैन का तापमान हर मिनट लॉग करें। चार अंक कोई नखरा नहीं है: जिस पूरे सिग्नल की आप तलाश कर रहे हैं वह लगभग 10 mV का है, इसलिए तीन अंकों का मीटर 1.48 V रीडिंग दिखाए तो वह इसे बिल्कुल नहीं देख सकता। लगभग एक घंटे में अपेक्षा करें: - पहले कुछ मिनटों में सेल के पोलराइज़ होने से तेज़ वृद्धि; - एक लंबा, धीरे-धीरे बढ़ता मध्य भाग; - एक **पीक**, फिर एक सिंगल सेल के लिए लगभग 5–15 mV की गिरावट; - लगभग उसी समय से **तापमान तेज़ी से बढ़ना**। पीक पर या 45 °C पर, जो भी पहले हो, रोक दें। अपने लॉग पर चिह्नित करें कि पीक कहाँ था और गिरावट कितने millivolt की थी। यही वह संख्या है जिसे आपके सर्किट को पहचानना होगा, और बारह-सेल वाले पैक में यह बारह गुना बड़ी होती है, इसीलिए −ΔV टर्मिनेशन एक सिंगल सेल की तुलना में पैक पर कहीं बेहतर काम करता है।

अब ब्रेडबोर्ड पर Pacholok का डिटेक्टर बनाएं। इसमें चार भाग हैं। 1. **RC।** बैटरी टर्मिनल से एक रेसिस्टर को एक कैपेसिटर तक, और कैपेसिटर से ग्राउंड तक जोड़ें। R और C ऐसे चुनें कि R×C वही टाइम कॉन्स्टेंट हो जो आपने चरण 4 में चुया था। 470 kΩ और 470 µF लगभग 220 सेकंड देते हैं, यानी लगभग चार मिनट। फिल्म या कम-लीकेज इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर इस्तेमाल करें; लीक होने वाला कैपेसिटर एक अनचाहा दूसरा रेसिस्टर बन जाता है और वह कॉपी को हमेशा दबाए रखेगा। 2. **कम्पेरेटर।** एक LM393, जिसके एक इनपुट पर बैटरी वोल्टेज और दूसरे पर कैपेसिटर हो। जैसे ही कैपेसिटर जीतता है, इसका आउटपुट तुरंत पलट जाता है। 3. **थोड़ा हिस्टेरेसिस।** आउटपुट से नॉन-इनवर्टिंग इनपुट तक एक उच्च-मान का रेसिस्टर, लगभग एक मेगोहम, ताकि आउटपुट क्रॉसिंग पर बार-बार कंपन करने के बजाय झटके से पलटे। इसके बिना आप मिलीवोल्ट शोर पर बार-बार ट्रिप होंगे। 4. **स्विच।** कम्पेरेटर का आउटपुट लॉजिक-लेवल MOSFET के गेट को चलाता है, जो चार्ज करंट को संभालता है। लॉजिक-लेवल ज़रूरी है: एक सामान्य MOSFET 5 V गेट से पूरी तरह चालू नहीं होगा और अंतर को गर्मी के रूप में नष्ट करेगा। पहले बैटरी के बिना इसकी जाँच करें। इनपुट पर फ़ंक्शन जनरेटर लगाएं, बहुत धीमा त्रिभुज तरंग के साथ — प्रति चक्र कुछ मिनट, एक या दो वोल्ट पीक-टू-पीक — और जाँचें कि आउटपुट हर शिखर के थोड़ी देर बाद पलटता है, उससे पहले नहीं। एक सिग्नल जनरेटर जिसे आप जब चाहें मोड़ सकें, वह एक ऐसे सेल से कहीं बेहतर परीक्षण है जो घंटे में एक बार पलटता है। फिर अपने लॉग किए गए सेल कर्व को वास्तव में इसके सामने रखें। एक स्कोप चैनल पर कैपेसिटर वोल्टेज और दूसरे पर सेल देखें; क्रॉसिंग दिखाई देती है और यही पूरे सर्किट का उद्देश्य है।

केवल −ΔV डिटेक्टर एक ऐसा सर्किट है जो चुपचाप विफल हो सकता है, और विफलता का तरीका यह है कि चार्ज कभी खत्म नहीं होता। बाकी दो जोड़ें। **थर्मोस्टैट।** यदि आपके पास चरण 3 से TH पिन है तो पैक का अपना थर्मिस्टर इस्तेमाल करें, या सेल पर टेप किया हुआ 10 kΩ NTC लें। इसे एक स्थिर प्रतिरोधक के साथ विभाजक में लगाएं और जंक्शन को LM393 के दूसरे भाग में दें; पोटेंशियोमीटर से संदर्भ सेट करें ताकि कंपैरेटर लगभग **45 °C** पर ट्रिप करे। इसे अनुमान पर न छोड़ें, कैलिब्रेट करें: इन्फ्रारेड थर्मामीटर देखते हुए हीट गन को सबसे कम सेटिंग पर रखकर थर्मिस्टर को गर्म करें, और तब तक समायोजित करें जब तक ट्रिप वहीं न हो जहाँ आप चाहते हैं। इस कंपैरेटर का आउटपुट ऐसे जोड़ें कि यह −ΔV भाग जो कह रहा है उसकी **परवाह किए बिना** MOSFET गेट को काट सके। **टाइमर।** लंबे RC के साथ मोनोस्टेबल मोड में 555 आपको Pacholok के अठारह मिनट देता है। R और C की गणना अपनी चार्ज दर के लिए करें, उनकी नकल न करें: अठारह मिनट उनके चार्जर की दर के लिए सही थे, और गलत दर के लिए सेट किया गया टाइमर कोई न होने से भी बुरा है, क्योंकि यह हर अच्छे चार्ज को समय से पहले रोक देगा। अब हर एक को **अकेले** परखें। −ΔV भाग को डिस्कनेक्ट करें और साबित करें कि थर्मोस्टैट चार्ज रोकता है। थर्मोस्टैट डिस्कनेक्ट करें और साबित करें कि टाइमर रोकता है। जिस अतिरेक (रिडंडेंसी) को आपने अलग-अलग कभी नहीं परखा, वह अतिरेक नहीं है, वह तीन सर्किट और एक उम्मीद है। अंत में, धीमे चार्ज का मार्ग जोड़ें: एक प्रतिरोधक जो समाप्ति के बाद लगभग C/40 पर एक हल्की धारा बहाता रहे। मीटर से मापें और सेल की अपनी स्व-डिस्चार्ज दर से तुलना करें।

**श्रेय।** US 5,196,780, David R. Pacholok, 10 सितंबर 1991 को दाखिल, 23 मार्च 1993 को स्वीकृत, समाप्त। इस पृष्ठ का चित्र पेटेंट का अपना है। **1961 के बजाय 1991 क्यों।** −ΔV प्रभाव इस पेटेंट से बहुत पहले समझा जा चुका था; सेल निर्माता वर्षों से इसे एप्लिकेशन नोट्स में वर्णित कर रहे थे। जो कमी थी वह एक ऐसा तरीका था जिससे एक वोल्ट से अधिक पर चल रहे सिग्नल में कुछ मिलीवोल्ट की *गिरावट* को पहचाना जा सके, और वह भी इतना सस्ता कि उपभोक्ता चार्जर में बिना माइक्रोकंट्रोलर के लगाया जा सके। RC-लैग तरकीब 'इतना सस्ता' वाले हिस्से का उत्तर है, और यह वास्तव में एक सुंदर तरीका है — यह डिफरेंशिएटर को, जो शोर को बढ़ाता है, एक विलंब से बदल देती है, जो शोर को दबाता है। **निर्माताओं के लिए इसने क्या बदला।** विश्वसनीय टर्मिनेशन से पहले, सुरक्षित चार्ज दर रात भर C/10 थी, क्योंकि रीकॉम्बिनेशन चक्र उसे अनिश्चित काल तक सह सकता था। इसके बाद तेज़ चार्जिंग सामान्य हो गई, और एक तेज़ चार्जर ही दो-पैक वर्कफ़्लो को काम करने देता है: एक टूल में, एक चार्जर पर, और कोई इंतज़ार नहीं। रंग 3 का पैक और इस रंग का चार्जर केवल एक साथ ही समझ में आते हैं। **ईमानदार सीमाएँ।** −ΔV एक निकल-रसायन सिग्नल है और यह लिथियम-आयन में मौजूद नहीं है, जिसका वोल्टेज केवल बढ़ता है; लिथियम सेल स्थिर-धारा से स्थिर-वोल्टेज और फिर घटती धारा पर समाप्त होते हैं, जो पूरी तरह अलग तरीका है। पैक उम्रदराज़ होने पर −ΔV और भी कठिन हो जाता है, क्योंकि शिखर समतल हो जाता है, और चरण 2 जो कारण बताता है उसकी वजह से यह एकल सेल पर लगभग अनुपयोगी है। और पूरी योजना इस धारणा पर बनी है कि पैक की सभी सेल एक साथ पूरी तरह चार्ज हो जाती हैं — जो, जैसा रंग 7 दिखाता है, वे नहीं होतीं।