मैं स्वचालित रूप से बैकअप बैटरी पर स्विच करने के लिए डिवाइस कैसे डिज़ाइन करूं?

Question

मुझे बताया गया है कि कई प्रकार की बैटरियां सबसे अच्छी तरह से काम करती हैं यदि उनका उपयोग तब तक किया जाता है जब तक कि वे पूरी तरह से सूख न जाएं, और फिर रिचार्ज हो जाएं।

(संपादित करें: "स्मृति प्रभाव मिथक" काफी व्यापक है बैटरियों बस के रूप में अच्छी तरह से करता है, तो वे हर बार "टॉप-अप" कर रहे हैं काम करते हैं।। )

अभी मैं उपकरणों को मानक तरीके से डिजाइन करता हूं: जब तक संभव हो बैटरी शक्ति का उपयोग करने की कोशिश करें, और फिर जब कोई शक्ति नहीं बची है तो यह बिल्कुल भी काम नहीं करता है।

यदि निम्नलिखित को लागू करने का कुछ सरल तरीका था, तो मैं अब से इसका उपयोग कर सकता हूं:

• दो स्वतंत्र बैटरी (या अधिक)
• एक बार जब आप एक बैटरी का उपयोग करना शुरू कर देते हैं, तब तक इसका उपयोग करना जारी रखें जब तक कि यह पूरी तरह से सूखा न जाए निर्माता-अनुशंसित न्यूनतम वोल्टेज तक नहीं पहुंचता है ।
• जब "उपयोग में" बैटरी पूरी तरह से मृत हो जाती है, तो अगली बैटरी का उपयोग करने के लिए स्विच करें। संभवतः आप "5V बिजली की आपूर्ति के बीच स्विच" के समान कुछ तकनीक का उपयोग करते हैं ? सवाल।
• एक बार जब आप अंतिम बैटरी पर स्विच करते हैं, तो किसी प्रकार की कम-शक्ति मोड में जाएं ताकि यह अभी भी "लंग मोड" में महत्वपूर्ण काम कर सके, लेकिन उपयोगकर्ता को जल्द से जल्द चार्जर में प्लग करने के लिए सूचित किया जाता है।
• चार्जर में प्लग करने के बाद, मानक मोड पर वापस जाएं - लेकिन अगर बैटरी पूरी तरह चार्ज होने से पहले चार्जर से डिस्कनेक्ट हो जाए, तो वापस लंग मोड में जाएं।
• (वैकल्पिक) जब चार्जर में प्लग किया जाता है, केवल सूखा हुआ बैटरी (या बैटरी) चार्ज करें और उन्हें सबसे ऊपर रखें; अकेले "इन यूज़" बैटरी को छोड़ दें।
• (वैकल्पिक) इस बात का ध्यान रखें कि प्रत्येक विशेष बैटरी से कुल ऊर्जा कितनी निकाली जा सकती है, जो हाल ही में पूरी तरह से सूखा था। भविष्य के रन-टाइम के बेहद सटीक अनुमान देने के लिए उस संख्या का उपयोग करें (शायद प्यूबर्ट के कानून का उपयोग करके संशोधित)।

सभी डिवाइस ऐसा क्यों नहीं करते हैं?

• सेल फोन: पहली बैटरी: पागलों की तरह बात करते हैं। अंतिम बैटरी: केवल आपातकालीन कॉल।
• लैपटॉप: अंतिम बैटरी: एक धीमी गति के लिए वापस थ्रॉटल जो स्थैतिक दस्तावेजों को देखने के लिए पर्याप्त है
• हैंडहेल्ड जीपीएस: अंतिम बैटरी: स्क्रीन को कम बार अद्यतन करके, बैकलाइट को कम करके आदि ऊर्जा को कम करने का प्रयास करें।

Comments

कुछ Psion PDA जैसे एरिक्सन MC218 में 2xAA मुख्य बैटरी (आसानी से नी **) और एक CR2032 बैकअप IIRC था। मैं वास्तव में बैकअप पर चलूंगा लेकिन एक चेतावनी दिखाता हूं। बेकार में यह क्या चाहता था, 8mA? निराशाजनक बैकलाइट चालू करने से दोगुना हो गया। कई उपकरणों में "मेमोरी बैकअप" बैटरियां या ऐसी होती हैं, लेकिन वे डिवाइस को चलाने के लिए बहुत कम खर्चीली होती हैं।

— XTL

संबंधित: क्या रिचार्ज करने से पहले नी-एमएच बैटरी को पूरी तरह से सूखा देना आवश्यक है? ।

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Answer 1

सभी डिवाइस इसका उपयोग क्यों नहीं करते हैं? यह लागत और जटिलता जोड़ता है। क्या उनके कुछ और काम न करने का कोई और कारण है?

गंभीरता से, मैं कहूंगा कि इसके लिए बहुत सारे विकल्प और कार्यान्वयन हैं। दो समान बैटरी होने से ज्यादा फायदा नहीं होता है, इसलिए अक्सर दूसरे का इस्तेमाल इमरजेंसी या लंग-होम पावर के लिए होता है। उदाहरण के लिए, आपके पीसी में मदरबोर्ड पर एक रैम बरकरार रखने वाली बैटरी होती है, जब आप ढीली शक्ति रखते हैं। एक लैपटॉप अक्सर "कम बैटरी" चेतावनी देता है, जिस समय आप शक्ति को कम करने के लिए स्वागत करते हैं, लेकिन आप कर सकते हैं।

मुझे लगता है कि आपका कथन 'बैटरी पूरी तरह से काम करती है यदि उनका उपयोग तब तक किया जाता है जब तक कि वे पूरी तरह से सूख न जाएं, और फिर रिचार्ज हो जाएं।' थोड़ा चौड़ा है। यह निकेल-आधारित (NiCd) और कुछ हद तक, NiMH) केमिस्ट्री के मामले में अधिक है। लिथियम आयन कोशिकाएं इस मेमोरी समस्या को नहीं झेलती हैं। वास्तव में, यदि आप गहरी छुट्टी से बचते हैं तो उनका जीवनकाल बेहतर हो जाता है। संदर्भ के लिए BatteryUniversity.com के इस पेज को देखें ।

अपने स्वयं के उपकरणों में अधिक बुद्धिमान बिजली प्रबंधन करने के लिए कुछ विकल्प हैं।

सबसे सरल बिजली की आपूर्ति पर एक ओरिंग डायोड है। यदि आप चाहते हैं कि एक हॉट-स्वैपेबल बिजली की आपूर्ति हो और आपके पास आपके इनपुट के लिए थोड़ा सा रास्ता हो, तो आप बैकअप बैटरी को डायोड के एनोड से जोड़ सकते हैं, और कैथोड को अपनी मुख्य बैटरी से जोड़ सकते हैं। जब मुख्य बैटरी का वोल्टेज आपके बैकअप से 0.7V कम हो जाता है (या हटा दिया जाता है), तो दूसरी बैटरी अंदर चली जाती है। बैकअप बैटरी में लीकेज करंट से सावधान रहें, इससे ओवरचार्ज हो सकता है।

वैकल्पिक रूप से, आप TPS110 की तरह एक पावर मक्स आईसी का उपयोग कर सकते हैं । यह आपको इनपुट की स्वतंत्र रूप से अपने इनपुट का चयन करने की अनुमति देता है (या निर्भरता से, यदि आप पसंद करते हैं) इनपुट वोल्टेज का, हमेशा उच्च आपूर्ति का उपयोग करने के बजाय।

अंत में, रैखिक प्रौद्योगिकी में वे शामिल हैं जो "पॉवरपाथ" नियंत्रकों को अपनी बैटरी चार्जिंग आईसी में बुलाते हैं। मैंने उनके LTC4011 का उपयोग किया है जो बैटरी और बाहरी शक्ति के बीच मूल परिवर्तन करता है, और बाहरी शक्ति को बंद करते हुए बैटरी को चार्ज करता है।

Comments

मैं यह बताना चाहता हूं कि BatteryUniversity विशेष बैटरी चार्जर बेचती है। इसलिए, यह NiCad स्मृति प्रभाव के बारे में जानकारी को बढ़ावा देने के लिए उनके हित में है, जो सीधे अन्य स्रोतों से गर्भनिरोधक जानकारी के लिए लगता है।

— कॉनर वुल्फ

यह बात बताने के लिए धन्यवाद। दोनों पक्षों की व्याख्याएं उन समूहों से हैं जिनमें रुचि है और समूह जो नहीं करते हैं। यह बहस के लिए तैयार है। मुझे लगता है कि BatteryUniversity एक उत्कृष्ट परिचयात्मक संसाधन है, भले ही वे पक्षपाती हों।

— केविन वर्मर

बहुत बढ़िया प्रतिक्रिया। के बारे में एक स्पर्श पर जाने के लिए मुझे माफ कर दो: "दो समान बैटरी होने से बहुत मतलब नहीं है" क्या ऐसा है? सभी उपकरणों में से मैं सोच सकता हूं कि एए सेल या एएए सेल या सी सेल का उपयोग करें, कई दो समान बैटरी का उपयोग करते हैं और व्यावहारिक रूप से सभी समान बैटरी की संख्या।

— davidcary

@davidcary - आप दो अलग-अलग शब्दों का उपयोग कर रहे हैं: 'सेल' और 'बैटरी'। ये पर्यायवाची नहीं हैं। श्रृंखला या समानांतर में कई सेल होने - एक बैटरी की परिभाषा - बहुत सारे समझ में आता है, और यही कारण है कि आप इसे हर जगह देखते हैं।

— केविन वर्मर

@reemrevnivek: मुझे कई उपकरणों के बारे में पता है, जिनमें कई सेल (बैटरी) का एक स्ट्रिंग है और कई सेल (दूसरी बैटरी) का एक समान स्ट्रिंग है। ऐसे उपकरण आम तौर पर दोनों बैटरी को समानांतर में तार करते हैं, और किसी को भी सटीक अनुमान नहीं है कि कोशिकाओं में कितनी उपयोगी ऊर्जा शेष है। मैं मान रहा हूं कि ऐसे उपकरण बनाने वाले लोगों के पास दो समान बैटरी का उपयोग करने का कोई कारण है।

— davidcary

Answer 2

निकेल कैडमियम कोशिकाएं बदनाम बैटरी थीं जो समय-समय पर चक्रीय नहीं होने पर "मेमोरी" प्रभाव का निर्माण कर सकती थीं।

नई लिथियम-आयन रिचार्जेबल कोशिकाओं को स्मृति प्रभाव से प्रतिरक्षा माना जाता है। वास्तव में, इसका पूरी तरह से निर्वहन नहीं करने के लिए (पूरी तरह से छुट्टी दे दी गई अवस्था में जीवनकाल को कम कर सकते हैं), इसलिए अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक्स एक "मौत" स्थिति में प्रवेश करते हैं, जबकि वे अभी भी ऊर्जा की निगरानी कर सकते हैं लेकिन एक उच्च शक्ति राज्य में प्रवेश करने से इनकार करते हैं।

कई डिवाइस, जिनमें लैपटॉप शामिल हैं, अपने चार्जर के कोलॉम्ब काउंटर और सेल के वोल्टेज के माध्यम से बैटरी की स्थिति को बहुत सटीक रूप से मॉनिटर कर सकते हैं। यह डुप्लिकेट चार्ज सर्किट और बैटरी की आवश्यकता और लागत के बिना उपरोक्त सभी व्यवहार की अनुमति देता है।

Comments

निश्चित रूप से लैपटॉप कोलॉम्ब काउंटर और वोल्टेज के माध्यम से बैटरी की स्थिति की निगरानी करने का प्रयास करते हैं। मैं देखता हूं कि Apple और अन्य निर्माता "हर कुछ महीनों" ( support.apple.com/kb/ht1490 ) को पूरी तरह से निर्वहन करने की अनुमति देकर बैटरी को फिर से कैलिब्रेट करने की सलाह देते हैं । इसका तात्पर्य यह है कि, इस अंशांकन के बिना, लैपटॉप की बैटरी की स्थिति का अनुमान स्पष्ट रूप से उतना सटीक नहीं है जितना कोई व्यक्ति चाहता है।

— davidcary

सही बात। मूल रूप से बैटरी चार्ज मीटर बैटरी चार्ज का अनुमान लगाने और अनुमान लगाने के लिए सेल के हमारे और हमारे वर्तमान को एकीकृत करता है। समय के साथ, यह माप बहाव होगा। एक पूर्ण चक्र मूल रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स को पूर्ण प्रभार-स्थिति को मापने देता है, और माप से बहाव को हटा देता है।

— कॉनर वुल्फ

Answer 3

पूरी तरह से आपको बैटरी डिस्चार्ज करना सभी बैटरियों के लिए बुरा है (अच्छी तरह से, शायद लिथियम-हाइड्रोजन बैटरी नहीं, लेकिन अगर आपके पास अपने लैपटॉप में है, तो आप जानते हैं कि आप क्या कर रहे हैं)।

दुर्भाग्यपूर्ण डिजाइन निर्णयों के संगम के कारण यह प्रथा NiCAD बैटरी के साथ उत्पन्न हुई है। आम-ज्ञान विश्वास NiCads ढीला है कि क्षमता अगर पूरी तरह से साइकिल नहीं है झूठी ।
मूल रूप से, NiCad बैटरी के उथले-साइकलिंग के परिणामस्वरूप निर्वहन वक्र का अवसाद होता है, जिसके परिणामस्वरूप कई इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस जो NiCads का उपयोग करते हुए बैटरी को खाली होने की गलत रिपोर्टिंग करते हैं। ध्यान दें कि सेल की क्षमता काफी कम नहीं है, सेल वोल्टेज केवल एक छोटी राशि से उदास है। यह तथ्य है कि NiCad डिस्चार्ज वक्र का प्रमुख भाग समग्र सेल वोल्टेज में एक छोटे से परिवर्तन की ओर जाता है जिससे बैटरी "चार्ज स्टेट" रीडआउट में एक बड़ा परिवर्तन होता है।

ध्यान दें कि मेमोरी प्रभाव केवल NiCads के साथ होता है, और वास्तव में कभी भी किसी अन्य सेल केमिस्ट्री में मौजूद नहीं था । बैटरी प्रकारों का संगम, और अनुभवहीन धारणा यह है कि सभी बैटरी एक समान होती हैं, जिससे सभी बैटरी के बारे में विश्वास होता है जो आवधिक साइकिलिंग की आवश्यकता होती है।

यह निश्चित रूप से बैटरी के बारे में सोचने के लिए अधिक सटीक है कि एक निश्चित संख्या में चक्रों का सामना करने में सक्षम होने के बजाय, एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा को स्टोर और रिलीज करने में सक्षम है। क्या यह ऊर्जा 500 अर्ध-चक्रों में जारी होती है या 1000 तिमाही-चक्र काफी हद तक प्रासंगिक नहीं है (निर्वहन की एक बढ़ी हुई गहराई वास्तव में बैटरी की कुल ऊर्जा क्षमता को कम कर देगी , हालांकि जब तक कि बैटरी पूरी तरह से छुट्टी नहीं दी जाती है )।

निर्माता की स्थिति यह है कि आपको अपने उपकरणों की बैटरी को पूरी तरह से डिस्चार्ज और रिचार्ज करना चाहिए, यह पूरी तरह से बता रहा है ताकि इलेक्ट्रॉनिक्स को मापने वाले आंतरिक बैटरी चार्ज को ठीक से कैलिब्रेट किया जा सके। मूल रूप से, समय के साथ, चार्ज-स्टेट माप बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्ज करने की दक्षता में मामूली बदलाव के कारण बहाव होगा (मूल रूप से, यह एक इंटीग्रेटर है)। एक एकल पूर्ण-चक्र इलेक्ट्रॉनिक्स को बैटरी की स्थिति के बारे में अनुमान लगाए बिना बैटरी की क्षमता को सटीक रूप से मापने की सुविधा देता है। तथ्य यह है कि अगर पूरी तरह से साइकिल नहीं ली जाती है, तो बैटरी माप इलेक्ट्रॉनिक्स गलत तरीके से रिपोर्ट करेगा कि बैटरी की स्थिति ने मेमोरी इफेक्ट मिथक की दृढ़ता को जन्म दिया है। बैटरी वास्तव में नहीं बदली है, इलेक्ट्रॉनिक्स केवल एक गलत चार्ज स्थिति की रिपोर्ट कर रहे हैं।

जहां तक ​​मुझे पता है, इलेक्ट्रॉनिक्स में बैटरी जीवन को धीरे-धीरे कम करने का सबसे बड़ा कारण समय है। लिथियम बैटरी वास्तव में कुछ वर्षों में एक शेल्फ-लाइफ रेटेड है, चाहे उनका उपयोग किया जाए या नहीं । उचित भंडारण अभ्यास इस शेल्फ जीवन का विस्तार कर सकते हैं, लेकिन वे समय के साथ क्षय हो जाएंगे , इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप उन्हें किस माध्यम से उपयोग करते हैं।

डीप साइकिलिंग लिथियम वास्तव में उनके लिए वास्तव में काफी खराब है। इसे तब तक न करें जब तक आपको (20% SOC से ऊपर रहने की कोशिश नहीं करनी है)।

नोट: मैं कुछ चीजों को छोड़ रहा हूं, जैसे कि निककार्ड में मूंछ की वृद्धि के मुद्दे। आगे पढ़ने के लिए NiCad पर नीचे दिए गए लिंक को देखें।

देखें:
http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_effect
http://en.wikipedia.org/wiki/Nicad