بیٹری چارجنگ کے بنیادی اصول اور چارجنگ پروفائل

لی-آئن چارجرز وہ ڈیوائسز ہیں جو بیٹری چارجنگ کرنٹ اور وولٹیج کو ریگولیٹ کرتے ہیں، اور عام طور پر پورٹیبل ڈیوائسز، جیسے سیل فون، لیپ ٹاپ اور ٹیبلیٹ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ بیٹری کی دیگر کیمسٹریوں کے مقابلے میں، لی- بیٹریوں میں توانائی کی کثافت سب سے زیادہ ہوتی ہے، فی سیل زیادہ وولٹیج فراہم کرتی ہے، زیادہ کرنٹ کو برداشت کر سکتی ہے، اور جب بیٹری پوری طرح سے چارج ہو جاتی ہے تو اسے ٹریکل چارج کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، لی-آئن بیٹریاں میموری کا اثر نہیں رکھتی ہیں، یعنی اگر وہ مکمل طور پر ختم ہونے سے پہلے چارج کی جاتی ہیں تو وہ کم چارج کرنے کی صلاحیت کو "یاد نہیں" کرتی ہیں۔ تاہم، لی-آئن بیٹریوں کو ایک مخصوص مستقل کرنٹ اور مستقل وولٹیج (CC-CV) چارج پروفائل کے ساتھ چارج کیا جانا چاہیے جو بیٹری کے درجہ حرارت اور وولٹیج کی سطح کے لحاظ سے خود بخود ایڈجسٹ ہو جاتی ہے۔

چارجنگ پروفائل لی- بیٹریوں کا ایک بنیادی پہلو ہے، کیونکہ یہ بتاتا ہے کہ بیٹری کے چارج ہونے کے دوران بیٹری کا وولٹیج اور کرنٹ کیسے مختلف ہوتا ہے۔

لی-آئن بیٹریاں نسبتاً عام چارجنگ پروفائل کی پیروی کرتی ہیں، جسے ذیل میں مزید تفصیل سے بیان کیا گیا ہے۔ نوٹ کریں کہ اگر ایک چارجر IC کنفیگرایبلٹی فراہم کرتا ہے، تو ڈیزائنر ان مراحل کے لیے اپنی حد مقرر کرنے کے قابل ہو سکتا ہے۔ یہ قابل ترتیب حدیں انتہائی فائدہ مند ہیں، اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ زیادہ تر بیٹری مینوفیکچررز مختلف زیادہ سے زیادہ چارج کرنٹ لیولز کے لیے کچھ حدیں متعین کرتے ہیں۔ کنفیگرایبلٹی بیٹری کو زیادہ-وولٹیج اور زیادہ-درجہ حرارت کے حالات کے ساتھ ساتھ اوورلوڈز سے بچا کر حفاظت کی ایک اضافی پرت فراہم کر سکتی ہے، جو بیٹری کو مستقل طور پر نقصان پہنچا سکتی ہے یا اس کی صلاحیت کو کم کر سکتی ہے۔

ٹرکل چارج:

عام طور پر، ٹرکل چارج کا مرحلہ صرف اس وقت استعمال ہوتا ہے جب بیٹری وولٹیج بہت کم سطح (تقریباً 2.1V) سے نیچے ہو۔ اس حالت میں، بیٹری پیک کے اندرونی تحفظ کے IC نے پہلے ہی بیٹری کو گہرائی سے خارج ہونے کی وجہ سے منقطع کر دیا ہو، یا اگر کوئی موجودہ واقعہ پیش آیا ہو۔ چارجر IC بیٹری پیک کی گنجائش کو چارج کرنے کے لیے ایک چھوٹا کرنٹ (عام طور پر 50mA) کا ذریعہ بناتا ہے، جو حفاظتی IC کو اس کے FETs کو بند کر کے بیٹری کو دوبارہ جوڑنے کے لیے متحرک کرتا ہے۔ اگرچہ ٹرکل چارجنگ عام طور پر چند سیکنڈ تک جاری رہتی ہے، لیکن چارجر IC کو ایک ٹائمر انٹیگریٹ کرنا چاہیے جو بیٹری پیک کو ایک خاص وقت کے اندر دوبارہ منسلک نہ ہونے کی صورت میں چارج ہونا بند کر دے، کیونکہ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ بیٹری خراب ہو گئی ہے۔

پری-چارج:

ایک بار جب بیٹری پیک دوبارہ منسلک ہو جائے یا ڈسچارج حالت میں ہو جائے، تو پری-چارجنگ شروع ہو جاتی ہے۔ پری-چارج کے دوران، چارجر ختم ہونے والی بیٹری کو کم کرنٹ لیول کے ساتھ محفوظ طریقے سے چارج کرنا شروع کر دیتا ہے جو عام طور پر C/10 ہوتی ہے (جہاں C کی گنجائش ہوتی ہے (mAh میں))۔ پری چارج-کے نتیجے میں، بیٹری کا وولٹیج آہستہ آہستہ بڑھتا ہے۔ پری چارج-کا مقصد بیٹری کو کم کرنٹ پر محفوظ طریقے سے چارج کرنا ہے۔ یہ سیل کو پہنچنے والے نقصان کو روکتا ہے، جب تک کہ اس کا وولٹیج بلندی تک نہ پہنچ جائے۔

مستقل کرنٹ (CC) چارج:

مستقل کرنٹ (CC) چارج کو بھی تیز چارجنگ سمجھا جاتا ہے، جس کی تفصیل ذیل میں دی گئی ہے۔ ایک بار جب بیٹری تقریباً 3V فی سیل تک پہنچ جاتی ہے تو CC چارجنگ پری-چارج کے بعد شروع ہوتی ہے۔ CC چارج مرحلے میں، بیٹری کے لیے 0.5C اور 3C کے درمیان زیادہ چارج کرنٹ کو سنبھالنا محفوظ ہے۔ CC چارجنگ اس وقت تک جاری رہتی ہے جب تک کہ بیٹری وولٹیج "مکمل" یا تیرتے ہوئے وولٹیج کی سطح تک نہ پہنچ جائے، اس وقت، مستقل وولٹیج کا مرحلہ شروع ہوتا ہے۔

مستقل وولٹیج (CV) چارج:

لیتھیم سیلز کے لیے مستقل وولٹیج (CV) کی حد عام طور پر 4.1V اور 4.5V فی سیل کے درمیان ہوتی ہے۔ چارجر IC CC چارجنگ کے دوران بیٹری وولٹیج کی نگرانی کرتا ہے۔ ایک بار جب بیٹری CV کی حد تک پہنچ جاتی ہے، چارجر CC سے CV ریگولیشن میں منتقل ہو جاتا ہے۔ CV چارجنگ لاگو کی گئی ہے کیونکہ چارجر IC کے ذریعے دیکھا جانے والا بیرونی بیٹری پیک وولٹیج پیک میں موجود بیٹری سیل وولٹیج سے زیادہ ہے۔ یہ اندرونی سیل مزاحمت، پی سی بی مزاحمت، اور تحفظ FET اور سیل سے مساوی سیریز مزاحمت (ESR) کی وجہ سے ہے۔ محفوظ آپریشن کی ضمانت دینے کے لیے، چارجر IC کو بیٹری وولٹیج کو اس کی زیادہ سے زیادہ تیرتی وولٹیج سے زیادہ نہیں ہونے دینا چاہیے۔

چارج ختم کرنا:

چارجر IC یہ تعین کرتا ہے کہ CV مرحلے کے دوران ایک مقررہ حد (تقریبا C/10) سے نیچے گرنے والی بیٹری میں کرنٹ جانے کی بنیاد پر چارج سائیکل کو کب ختم کرنا ہے۔ اس وقت، بیٹری کو مکمل طور پر چارج سمجھا جاتا ہے اور چارجنگ مکمل ہو جاتی ہے۔ اگر چارجر IC میں چارج ختم کرنا غیر فعال ہے، تو چارج کرنٹ قدرتی طور پر 0mA تک گر جائے گا، لیکن عملی طور پر ایسا شاذ و نادر ہی ہوتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ CV چارجنگ کے دوران بیٹری میں جانے والے چارج کی مقدار تیزی سے کم ہو جاتی ہے (چونکہ سیل وولٹیج ایک بڑے کپیسیٹر کی طرح بڑھ رہا ہے)، اور صلاحیت میں بہت کم اضافے کے ساتھ بیٹری کو ری چارج کرنے میں کافی زیادہ وقت لگے گا۔

کسی بھی لمحے اصل چارج کرنٹ لوپ ریگولیشنز، جیسے ان پٹ کرنٹ کی حد، ان پٹ وولٹیج کی حد، تھرمل ریگولیشن، یا بیٹری کا درجہ حرارت کی وجہ سے مقرر کردہ سے کم ہو سکتا ہے۔