เมื่อเข้าใจโปรไฟล์โหลดการคงสภาพแล้ว นักออกแบบต้องเผชิญกับทางเลือกสถาปัตยกรรมจริงที่ส่งผลต่อวงจรอายุงาน: คงหน่วยความจำไม่คงสภาพด้วยตัวเก็บประจุ เซลล์ลิเธียมปฐมภูมิแบบใช้แล้วทิ้ง หรือแหล่งชาร์จซ้ำได้ หรือกำจัดการคงสภาพแบบไม่คงสภาพด้วยการย้ายไปหน่วยความจำไม่สูญเสียข้อมูล แต่ละทางป้องกันได้ในภาระงานต่างกัน และนิสัยการตลาดที่ประกาศว่าทางใดเหนือกว่าในทุกกรณีกำบังมุมวิศวกรรม บทความที่สองนี้พัฒนาโมดูลคงสภาพชาร์จซ้ำได้แบบนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์สำหรับคอนโทรล PLC หรือ CNC แล้ววางไว้ข้างๆ ทางเลือกอื่นอย่างตรงไปตรงมา มันเดินเรื่องการจับแรงดันเข้ากับเรลสำรอง CMOS 3 V หรือ 3.6 V การคำนวณโหลดระดับไมโครแอมป์และการคายประจุเองที่กำหนดเวลาคงสภาพที่ทำได้จริง การเติมแบบหยดที่ควบคุมจากเรล 24 V ทุกครั้งที่คอนโทรลเลอร์ทำงาน ตัวเก็บประจุโฮลด์อัปเล็กที่รับประกันการบันทึกเป็นระบบทันทีที่เกิดเหตุ การรองรับฮอตสว็อปที่ยุติช่วงเปลี่ยนห้านาทีที่ CNC กลัว และการเฝ้าดูสุขภาพแบตสำรอง จากนั้นเปรียบเทียบ NiMH อย่างสุจริตกับซูเปอร์คาปาซิเตอร์ — ไม่มีใครเทียบได้สำหรับการพยุงช่วงสั้นแต่อ่อนแอเมื่อข้ามเป็นเดือน — เซลล์ลิเธียมปฐมภูมิ — อายุยาวแต่ใช้แล้วทิ้งและจัดหาเป็นอะไหล่บริการ — และดีไซน์ FRAM/flash แบบไม่ใช้แบตที่ตัดเซลล์ออกแต่นำมาซึ่งความทนเขียน flash ที่จำกัดและข้อจำกัดการออกแบบ เป้าหมายคือการตัดสินตามภาระงานเชิงปริมาณ: แสดงให้เห็นอย่างแม่นยำว่าเมื่อใดที่โมดูลคงสภาพ NiMH ชาร์จซ้ำได้และได้รับการบำรุงรักษาเป็นวิธีที่ทนทานที่สุดและต้นทุนวงจรชีวิตต่ำที่สุดในการรักษาสถานะและนาฬิกาของคอนโทรลเลอร์
อินพุตสำรอง CMOS ของ SRAM และ RTC มักคาดหวังเรล 3 V หรือ 3.6 V ซึ่งคอมพาเรเตอร์ตรวจไฟดับจะสลับเข้ามาเมื่อซัพพลายลอจิกหลักตกลงมาต่ำกว่า เซลล์ NiMH พิกัด 1.2 V ไปถึงเรลนั้นด้วยสตริงเซลล์สามก้อนต่ออนุกรม (พิกัด 3.6 V) ซึ่งเลือกให้แรงดันปลายการคายประจุยังสูงเกินค่าต่ำสุดการคงข้อมูลของ SRAM และ RTC ตลอดช่วงอุณหภูมิ ขณะที่แรงดันเพิ่งชาร์จเต็มไม่เกินค่าสูงสุดสัมบูรณ์ เรกูเลเตอร์เชิงเส้นกระแสสแตนด์บายต่ำหรือเส้นทางไดโอดอุดมคติจะแยกสตริงออกจากเรลหลักด้วยการกินกระแสที่ละเลยได้
เนื่องจากเซลล์อนุกรมแต่ละก้อนต้องแบ่งประจุกัน โมดูลจึงใช้เซลล์ที่จับคู่แล้ว สม่ำเสมอตามล็อต และมาร์จินการออกแบบแบบอนุรักษ์นิยม การขนานสตริงหรือใช้เซลล์ใหญ่ขึ้นช่วยเพิ่มเวลาคงสภาพสำหรับคอนโทรลเลอร์ที่มีพื้นที่คงสภาพหลายเมกะไบต์โดยไม่ต้องเปลี่ยนเรล และทั้งโมดูลบรรจุเป็นชิ้นส่วนเสียบได้และมีคีย์กันเสียบผิด ทำให้การเปลี่ยนในสนามชัดเจนและกันขั้วกลับ
เวลาคงสภาพที่ทำได้คือความจุใช้งานหารด้วยผลรวมของกระแสสแตนด์บาย SRAM และ RTC กระแสสแตนด์บายของวงจรสลับ และการคายประจุเองของเซลล์ แล้วลดเรตติ้งสำหรับอุณหภูมิต่ำและปลายอายุขัย เช่นเดียวกับเอ็นโค้ดเดอร์ การคายประจุเองและอุณหภูมิมักสำคัญกว่าความจุบนแผ่นป้าย เซลล์ NiMH คายประจุเองต่ำจะเก็บประจุส่วนใหญ่ไว้ได้นานหนึ่งปีที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งชี้ขาดสำหรับคอนโทรลเลอร์ที่ถูกปิดช่วงสุดสัปดาห์หรือตอนหยุดซ่อมบำรุง
โมดูลถูกกำหนดขนาดเทียบกับจุดอ้างอิงที่ผู้ผลิตเผยแพร่เอง — ตัวเก็บประจุคงสภาพได้ประมาณสองสัปดาห์หรือ 50 ถึง 100 ชั่วโมงใน PLC ขนาดกะทัดรัด ประมาณหกสัปดาห์ที่ 40 องศาเซลเซียสใน CPU ระดับไฮเอนด์ และหลายปีด้วยแบตปฐมภูมิในระบบโมดูลาร์ที่ใหญ่กว่า — เพื่อให้นักออกแบบเล็งเป้าหมายขอบเขตเวลาที่จำเพาะ เช่น คลุมการหยุดตามฤดูกาลที่ยาวนาน แทนคำกล่าวอ้างแบบปลายเปิด ภาพเคลื่อนไหวชุดแรกเดินผ่านขั้นตอนการกำหนดขนาดและการออกแบบนี้
ข้อได้เปรียบหลักของโมดูลคงสภาพแบบชาร์จซ้ำได้คือซัพพลาย 24 V หรือลอจิกของคอนโทรลเลอร์เองมีอยู่เกือบทุกวันทำงาน และสามารถรักษาสตริง NiMH ให้เต็มได้ วงจรชาร์จจำกัดกระแสจะเติมโมดูลทุกครั้งที่ PLC มีไฟ พร้อมการเฝ้าดูอุณหภูมิและกระแสบำรุงรักษาแบบอนุรักษ์นิยม แทนการฟลอตแรงดันคงที่แบบแข็ง ทำให้ทุกช่วงไฟดับ — ไม่ว่าจะสะสมแค่ไหน — เริ่มจากชาร์จเต็ม ซึ่งทำลายการนับถอยหลังของเซลล์ปฐมภูมิ ที่แบตลิเธียมลดลงอย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ตั้งแต่วันผลิตโดยไม่ขึ้นกับการใช้งาน
เส้นทางเดียวกันนี้รองรับสัญญาณ fuel-gauge หรือเฝ้าดูแรงดันไปยัง CPU เปลี่ยนสุขภาพแบตสำรองให้เป็นการวินิจฉัยที่โปรแกรมส่งเตือนได้ เหมือนกับที่เอ็นโค้ดเดอร์สมัยใหม่แสดงแฟล็กแบตสำรองต่ำ การบำรุงรักษาจึงเป็นไปตามสภาพและมีตาราง แทนการเปลี่ยนตายตัวตามปฏิทินไม่ว่าเซลล์จะต้องการหรือไม่
สตริงชาร์จซ้ำได้รับการปรับให้เหมาะกับส่วนหางการคงสภาพไมโครแอมป์ที่ยาวนาน ส่วนเฟสบันทึกเป็นระบบระดับมิลลิวินาทีได้ตัวเก็บประจุโฮลด์อัปเล็กที่วางบนเรลลอจิกมารับหน้าที่ได้ดีที่สุด โดยกำหนดขนาดจากเวลาเตือนของตัวเฝ้าดูและพลังงานที่ต้องใช้ในการฟลัชสแกนและเขียนรีจิสเตอร์วิกฤตลงโดเมนคงสภาพ การแบ่งสองหน้าที่ — ตัวเก็บประจุสำหรับพยุงผ่านทันที, NiMH สำหรับคงสภาพยาว — ปล่อยให้แต่ละชิ้นทำสิ่งที่ถนัด และหลีกเลี่ยงการบังคับแบตให้เป็นแหล่งพัลส์ที่สมบูรณ์แบบ
ตัวเฝ้าดูตรวจจับการทรุดของเรล ตัวเก็บประจุโฮลด์อัปค้ำจุน CPU นานพอจะทำลำดับบันทึกให้เสร็จ แล้วโมดูล NiMH ก็รักษา SRAM และ RTC ที่บันทึกแล้วให้มีชีวิตตลอดช่วงไฟดับ สถาปัตยกรรมสองชิ้นนี้กำหนดผลได้ดีกว่าการพึ่งความต้านทานภายในของแบตก้อนเดียว ณ ขณะเกิดเหตุพอดี
แพ็คลิเธียมปฐมภูมิแบบเดิมของ CNC ต้องเปลี่ยนภายในไม่กี่นาทีขณะที่ระบบควบคุมยังมีไฟ เพราะไม่มีแหล่งกักเก็บในตัว ถ้าพลาดช่วงเวลา พารามิเตอร์และตำแหน่งศูนย์จะหายไป โมดูลชาร์จซ้ำที่ออกแบบมาดีจะมีพลังงานสำรองในตัวมากพอ — และตัวเก็บประจุโฮลด์อัปครอบคลุมฝั่งลอจิก — เพื่อให้เปลี่ยนได้อย่างไม่รีบ แม้แต่ปิดไฟแล้วเปลี่ยน และเพราะโมดูลถูกชาร์จซ้ำในการใช้งานปกติ มันจึงไม่มาพร้อมอายุงานคงเหลือที่ไม่ทราบค่า
สำหรับผู้ใช้เครื่องมือกล นี่ขจัดแหล่งที่ทำให้หยุดงานซ้ำๆ และการพึ่งพาทักษะ ส่วนสำหรับ OEM คอนโทรลเลอร์ มันนำชิ้นส่วนบริการลิเธียมใช้แล้วทิ้งเฉพาะทางออกจากแคตตาล็อกอะไหล่ แล้วแทนที่ด้วยชิ้นส่วนมาตรฐาน ชาร์จซ้ำได้ และไม่ใช้ลิเธียม
การเปรียบเทียบต้องตรงไปตรงมา ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ให้รอบการใช้งานไม่จำกัดและการพยุงทันที แต่กระแสรั่วและความหนาแน่นพลังงานต่ำทำให้ไม่เหมาะกับการคงสภาพข้ามหลายเดือน พวกมันคือทางเลือกที่ถูกต้องสำหรับไฟดับสั้นๆ และเป็นคู่หูที่สมบูรณ์สำหรับบทบาทโฮลด์อัป ลิเธียมปฐมภูมิให้อายุงานโดยไม่ต้องดูแลยาวที่สุดโดยไม่ต้องมีโครงสร้างการชาร์จ และยังเหมาะกับอุปกรณ์ผนึกที่จ่ายไฟนานๆ ครั้ง ดีไซน์ FRAM/MRAM หรือ flash แบบไม่ใช้แบตกำจัดการเปลี่ยนทดแทนไปทั้งหมดแต่จำกัดว่าข้อมูลใดคงสภาพได้ — ความทนเขียน flash ราว 100,000 ครั้งตัดความเป็นไปได้ในการเขียนพื้นที่ใหญ่ซ้ำทุกรอบสแกน — และเพิ่มต้นทุนกับความซับซ้อนในการออกแบบ ภาพเคลื่อนไหวชุดที่สองให้คะแนนสี่ทางเลือกบนแกนที่สำคัญ
NiMH ชาร์จซ้ำได้สมเหตุสมผลที่สุดเมื่อคอนโทรลเลอร์ถูกจ่ายไฟเกือบทุกวัน ต้องคงพื้นที่ SRAM ขนาดใหญ่และนาฬิกาไว้ตลอดการหยุดที่ยาวแต่เป็นช่วงๆ และลูกค้าให้คุณค่ากับอะไหล่บริการที่ชาร์จซ้ำได้ ถูกเฝ้าดู และไม่ใช้ลิเธียม จากนั้นโมดูลถูกพิสูจน์ด้วยการทดสอบตัดไฟทั่วช่วงอุณหภูมิ การรันคงสภาพและวัฏจักรแบบเร่ง และการจับภาพโฮลด์อัปบนออสซิลโลสโคป — หลักฐานที่บทความสุดท้ายรวมเข้ากับแคมเปญการสอดคล้อง IEC 61131-2 และมาตรฐานแบตเตอรี่
Weijiang Power ออกแบบและผลิตเซลล์นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์แบบผนึกและชุดแบตเตอรี่อุตสาหกรรมที่จับคู่กันสำหรับอุปกรณ์ในพื้นที่ห่างไกล นอกตาราง และเกี่ยวข้องกับความปลอดภัย และสนับสนุนพันธมิตร OEM ด้วยไฟล์สมรรถนะ IEC 61951-2, หลักฐานความปลอดภัย IEC 62133-2, การหาคุณลักษณะภาระพัลส์, การทดสอบช่วงอุณหภูมิกว้าง และการตรวจสอบความถูกต้องร่วมเครื่องชาร์จ/ชุดแบตเตอรี่ โปรดบอกรอบการทำงาน กระแสสูงสุด ช่วงอุณหภูมิ เป้าหมายระยะเวลาทำงาน และมาตรฐานที่ผลิตภัณฑ์ของคุณต้องเป็นไป แล้ววิศวกรของเราจะกำหนดชุดเซลล์และแบตเตอรี่ที่ปกป้องเวลาทำงาน ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งาน ดูผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้ที่หน้าผลิตภัณฑ์
