완전한 음의 델타-V 반전에 의존하는 것은 측정 가능할 만큼 큰 하락을 전제로 하는데, 이는 따뜻한 셀, 부드러운 전류와 전압이 단지 평탄해지는 고용량 설계에서는 성립하지 않는 가정이다. 견고한 NiMH 충전기는 따라서 두 가지 더 부드러운 검출기를 추가한다: 전압 상승이 멈추고 설정된 시간 동안 평탄면을 유지하면 종료하는 제로 델타-V와, 피크 직전 곡률 변화에서 멈춰 과충전 발열을 제한하는 변곡점 검출이다. 그 아래에는 화려하지는 않지만 빼놓을 수 없는 최대 시간 안전 타이머가 있으며, 신호 부재가 속일 수 없는 유일한 종료이다. 이 글은 세 가지를 모두 규격화하고 심층 방어 충전 제어기에서의 위치를 정한다.
STMicroelectronics의 NiMH 충전기 문서는 바로 이 상황을 위한 제로 델타 전압 변종을 기술한다: NiMH에서 피크 후 하락은 5~10밀리볼트 정도로 매우 작아 통상적인 -ΔV 임계값을 넘지 못할 수 있다; 대신 검출기는 필터링된 전압이 설정된 체류 시간 동안 작은 대역 이상 증가하지 않으면 만충전을 선언한다 – 반전이 아닌 평탄면.
평탄면 검출은 본질적으로 대역 내 시간 시험이다: 제어기는 dV/dt가 곡선이 진정으로 평탄해질 만큼 충분히 오랫동안 ±작은 창 내에 유지되었는지 묻고, 체류 시간과 충전 후반에만 활성화함으로써 충전 말기 선반을 중기의 느린 상승과 구별한다.
ST의 AN417은 변곡점 방식이 전압 하락을 전혀 기다리지 않기 때문에 NiMH에 특히 적합하다고 제시한다: 피크에 앞서는 전압 곡선의 곡률 변화(2차 도함수)를 검출하여 셀이 강한 발열성 재결합 평탄면에 들어가기 전에 종료한다. 작은 보충 단계와 맞바꿔 일찍 멈추면 발열이 측정 가능하게 줄고 수명이 연장된다.
이 방식은 알고리즘 복잡성을 셀 건강과 맞바꾼다. 잡음이 있는 2차 도함수를 추정하려면 더 무거운 필터링과 신중한 활성화가 필요하고 100퍼센트보다 약간 일찍 멈출 수 있어, 이를 사용하는 IC들은 충전을 완료하기 위해 감소된 전류의 짧은 보충과 짝짓는다 – bq2002가 급속 충전 종료 후 제공하는 것과 같은 선택적 단계이다.
세 숫자가 제로 델타-V를 정의한다: «평탄»을 정의하는 전압 대역(선반을 구별할 만큼 좁고 리플과 ADC 양자화를 용인할 만큼 넓은), 그 대역 내 요구 체류 시간(상승 중 일시적 멈춤을 거부할 만큼 긴), 시간 또는 전달된 전하에 따른 활성화 지점(중기 기울기가 이미 작을 만큼 늦은). 이들은 함께 매끄러운 곡선을 결정론적 정지로 바꾼다.
평탄면이 얕기 때문에 검출기는 보통 단독 사용보다 dT/dt 및 절대 한계와 OR로 결합된다; 하락은 나타나지 않지만 곡선이 여전히 눈에 띄게 선반을 이루는 따뜻한 조건에서 가장 가치가 있으며, 펌웨어에 서미스터에만 의존하지 않는 전압 영역 정지를 제공한다.
모든 신호 기반 방식은 신호가 존재함을 전제로 한다. 서미스터는 떨어질 수 있고 전압 채널은 잘못 교정될 수 있으며 저전류에서 -ΔV는 아예 형성되지 않을 수 있다; 독립적 한계가 없으면 충전기는 무한정 계속될 것이다. 최대 충전 시간 타이머가 그 한계를 제공한다: 급속 충전과 함께 시작되어 정격 용량과 전류에 대한 공칭 충전 시간의 보수적 배수에서 다른 입력에 관계없이 종료 또는 전환을 강제한다.
충전 IC들은 최대 시간을 -ΔV, 최대 전압, 최대 온도와 함께 표준 급속 충전 종료자로 나열하는데, 바로 그것이 나머지들을 안전하게 사용할 수 있게 하는 안전망이기 때문이다. 타이머는 용량을 전류로 나누고 가정 효율로 나누어 치수를 정하며, 심방전 셀에 대한 여유는 두되 장기 과충전을 허용할 만큼은 아니다.
0.1C 야간 충전에서는 -ΔV가 없고 열적 특징이 거의 없어 타이머가 주된 적절한 종료자이다: 0.1C 충전은 효율을 감안해 약 14~16시간으로 치수가 정해진 후 정지한다. Panasonic 충전 지침은 타이머 기반 장기 세류 충전을 가장 덜 선호하는 방식으로 다루고 모든 유지보수 전류를 엄격히 제한한다 – 다음 글의 주제 – 일회성 저속 충전 타이머를 무제한 보충과 구별한다.
첫 번째 그림은 평탄면 및 변곡점 검출을 통상적 -ΔV 정지와 나란히 배열하고, 두 번째는 가장 이른 변곡점부터 평탄면, -ΔV, dT/dt를 거쳐 하드 타이머까지 종료 계층을 쌓아 심층 방어를 보여준다: 제어기는 첫 번째 신뢰 가능한 계층에서 멈추고 타이머는 어떤 계층이든 반드시 작동함을 보장한다.
규격은 각 작동 조건에 대해 어떤 종료자가 먼저 작동할 것으로 예상되고 어떤 것이 정지를 보장하는지 명시해야 한다: 서늘한 급속 충전에서는 변곡점 또는 -ΔV, 따뜻할 때는 평탄면 또는 dT/dt, 저속 충전이나 고장 시 타이머, 그리고 절대 전압/온도는 즉각적 고장 한계로. 검증은 고장을 주입하고 – 서미스터 이탈, 하락 억제, 냉각 정지 – 타이머와 절대 한계가 각각을 받아내는지 확인하며, 결과적 과충전을 측정해 최악의 발열을 한정한다.
검출기를 이렇게 계층화하는 것이 충전기가 두 시간 안에 완료할 만큼 공격적이면서도 존재하지 않을 수 있는 수 밀리볼트 신호에 절대 의존하지 않을 만큼 보수적이게 한다. 급속 충전 종료 후 남은 정상 상태 질문은 가득 찬 셀을 어떻게, 얼마나 보충 유지할 것인가이며, 이는 유지보수 충전 글이 다룬다.
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