Pag-alam Kung Kailan Titigil: Paghahanap sa Peak na Nagsasabing Puno Na

**US 5,196,780**, David R. Pacholok, inihain noong **10 Setyembre 1991**, ipinagkaloob noong **23 Marso 1993**, nag-expire. Ang figure sa pahinang ito ay sariling sheet 1: FIG. 1 ang voltage-against-time curve na may markang peak, at FIG. 2 ang block diagram — FAST CHARGE at SLOW CHARGE na mga block, ang RC network papunta sa isang comparator, at, sa ibaba, **TH** at **TIMER**. Isulat ang tatlong terminasyon bago ka bumuo ng anuman, dahil ang pagkakaayos ang imbensyon, hindi alinman sa mga ito lamang: 1. **−ΔV**, natutukoy ng isang capacitor na kinargahan sa pamamagitan ng resistor mula sa battery terminal. Nahuhuli ang capacitor. Kapag *nalampasan* nito ang boltahe ng baterya, dapat na nag-reverse ang baterya. Walang differentiator, walang problema sa noise. 2. **Isang timer**, mga labingwalong minuto sa fast charge. Kung hindi na dumating ang voltage signal, natatapos pa rin ang charge. 3. **Isang thermostat**, nakatakda sa pagitan ng **40 °C at 60 °C**, sa mismong mga cell. Kung uminit ang mga ito sa anumang dahilan, natatapos ang charge. Pagkatapos ng terminasyon, tandaan ang nangyayari: hindi naka-off ang circuit, bumababa ito sa **slow charge** na pumapalit sa self-discharge nang walang overcharging. Ang charger na basta na lamang huminto ay mag-iiwan ng pack na patay na muli pagsapit ng Huwebes. Maaasahan ang mga sources para dito at beripikado ang numero. Kapag sinasabi ng isang susunod na yugto na hindi matukoy ang isang numero, pahayag iyon tungkol sa yugtong iyon, hindi isang ugali.

Hindi ka makakagawa nang maayos ng detector para sa signal na hindi mo pa nakikita kailanman. I-log muna ang signal. Lagyan ng isang discharged na NiMH cell ang holder. Itakda ang bench supply sa constant current sa **1C** — 2 A para sa 2,000 mAh na cell — na may voltage limit na 1.8 V upang ang masamang koneksyon ay hindi magdulot ng sorpresa. Idikit gamit ang tape ang thermocouple sa can. I-log ang terminal voltage hanggang **apat na digit** at ang temperatura ng can kada minuto. Ang apat na digit ay hindi kaarte-arte: ang buong signal na hinahanap mo ay humigit-kumulang 10 mV, kaya ang three-digit na metro na nagbabasa ng 1.48 V ay hindi ito makikita kahit kailan. Asahan, sa humigit-kumulang isang oras: - mabilis na pagtaas sa unang ilang minuto habang nagpo-polarize ang cell; - mahaba at dahan-dahang tumataas na gitnang bahagi; - isang **peak**, pagkatapos ay pagbaba na nasa 5–15 mV para sa isang single cell; - **matalim na pagtaas ng temperatura** mula halos sa parehong sandali. Huminto sa peak, o sa 45 °C, alinman ang mauna. Markahan sa iyong log kung nasaan ang peak at ilang millivolts ang pagbaba. Iyon ang numerong kailangang maresolba ng iyong circuit, at sa isang twelve-cell pack ito ay labindalawang beses na mas malaki, kaya mas mahusay gumana ang −ΔV termination sa pack kaysa sa single cell.

Ngayon, buuin ang detector ni Pacholok sa breadboard. Apat na bahagi ito. 1. **Ang RC.** Isang resistor mula sa terminal ng baterya papunta sa isang capacitor na nakakabit sa ground. Piliin ang R at C upang ang R×C ay ang time constant na pinili mo sa hakbang 4 — ang 470 kΩ kasama ang 470 µF ay nagbibigay ng humigit-kumulang 220 segundo, malapit sa apat na minuto. Gumamit ng film o low-leakage na electrolytic; ang capacitor na may leakage ay isa pang resistor na hindi mo pinlano at pananatilihing nakababa ang copy nang permanente. 2. **Ang comparator.** Isang LM393, ang boltahe ng baterya sa isang input at ang capacitor sa kabilang input. Agad magpapalit ang output nito sa sandaling manalo ang capacitor. 3. **Kaunting hysteresis.** Isang mataas na halagang resistor mula sa output pabalik sa non-inverting input, mga isang megohm, upang mabilis lumipat ang output sa halip na mag-chatter sa punto ng pagtawid. Kung wala ito, paulit-ulit kang mag-tri-trip dahil sa millivolt na noise. 4. **Ang switch.** Ang output ng comparator ang nagpapatakbo sa gate ng logic-level na MOSFET, na nagdadala ng charge current. Mahalaga ang logic-level: ang karaniwang MOSFET ay hindi ganap na mabubuksan mula sa 5 V gate at maglalabas ng pagkakaiba bilang init. Subukin muna ito nang walang baterya. Ilagay ang function generator sa input na may napakabagal na triangle — ilang minuto bawat cycle, isa hanggang dalawang volts peak to peak — at tingnan na lumilipat ang output ilang sandali pagkatapos ng bawat apex at hindi bago nito. Ang signal generator na maaari mong paikutin ayon sa gusto mo ay mas mainam na pagsubok kaysa sa cell na lumilipat isang beses kada oras. Pagkatapos, ilagay ang iyong naitalang cell curve dito para sa totoong pagsubok. Panoorin ang boltahe ng capacitor sa isang scope channel at ang cell sa kabilang channel; nakikita ang pagtawid at ito ang buong layunin ng circuit.

Un detector de −ΔV por sí solo es un circuito que puede fallar silenciosamente, y el modo de falla es una carga que nunca termina. Agregue los otros dos. **El termostato.** Use el termistor propio del paquete si tiene el pin TH del peldaño 3, o un NTC de 10 kΩ pegado a la celda. Colóquelo en un divisor con una resistencia fija y alimente la unión a la segunda mitad del LM393; ajuste la referencia con el potenciómetro para que el comparador se active a aproximadamente **45 °C**. Calíbrelo, no lo asuma: caliente el termistor con la pistola de calor en su ajuste más bajo mientras observa el termómetro infrarrojo, y ajuste hasta que el disparo ocurra donde usted quiere. Conecte la salida de este comparador de forma que pueda cortar la compuerta del MOSFET **sin importar** lo que indique la mitad −ΔV. **El temporizador.** El 555 en modo monoestable con un RC largo le da los dieciocho minutos de Pacholok. Calcule R y C para su propia tasa de carga en lugar de copiar la de él: dieciocho minutos es correcto para la tasa que usó su cargador, y un temporizador ajustado a la tasa equivocada es peor que ninguno, porque cortará cada buena carga antes de tiempo. Ahora pruebe cada uno **por separado**. Desconecte la mitad −ΔV y demuestre que el termostato detiene la carga. Desconecte el termostato y demuestre que el temporizador lo hace. Una redundancia que nunca ha probado individualmente no es redundancia, son tres circuitos y una esperanza. Por último, agregue la ruta de carga lenta: una resistencia que mantiene un goteo fluyendo después de la terminación, a algo como C/40. Mídala con el multímetro y compárela con la tasa de autodescarga propia de la celda.

**Pagpapatungkol.** US 5,196,780, David R. Pacholok, inihain noong 10 Setyembre 1991, ipinagkaloob noong 23 Marso 1993, nag-expire na. Ang drawing sa pahinang ito ay sa mismong patent. **Bakit 1991 at hindi 1961.** Matagal nang naiintindihan ang epekto ng −ΔV bago pa ang patent na ito; matagal nang inilalarawan ito ng mga gumagawa ng cell sa mga application note. Ang kulang ay isang paraan para matukoy ang ilang millivolt na *pagbaba* sa signal na nasa ibabaw ng mahigit isang volt, na sapat ang mura para ilagay sa consumer charger, nang walang microcontroller. Ang RC-lag trick ang sagot sa bahaging 'sapat ang mura', at tunay itong eleganteng solusyon — pinapalitan nito ang differentiator, na nagpapalakas ng ingay, ng delay, na pumipigil dito. **Ano ang binago nito para sa mga gumagawa.** Bago ang maaasahang termination, ang ligtas na charge rate ay C/10 magdamag, dahil kayang sipsipin ng recombination cycle iyon nang walang hanggan. Pagkatapos nito, naging karaniwan na ang mabilisang pag-charge, at ang mabilis na charger ang nagpapagana sa workflow ng dalawang pack: isa sa tool, isa sa charger, at walang paghihintay. Ang pack ng Rung 3 at ang charger ng rung na ito ay may saysay lamang kapag magkasama. **Tapat na limitasyon.** Ang −ΔV ay signal ng nickel chemistry at wala ito sa lithium-ion, na ang boltahe ay palaging tumataas lamang; ang lithium cell ay nagtatapos sa constant-current hanggang constant-voltage at saka sa bumababang current, ibang paraan nang buo. Lalong nagiging mahirap din ang −ΔV habang tumatanda ang pack, dahil napapatag ang peak, at halos hindi ito magamit sa iisang cell dahil sa dahilan na ibinigay ng step 2. At ang buong scheme ay nakabatay sa palagay na ang mga cell sa isang pack ay sabay-sabay na umaabot sa buong charge — na, gaya ng ipinakita ng rung 7, hindi naman.