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Wie Sie auch ältere Smartphones schneller aufladen

| Autor / Redakteur: Chris Glaser* / Kristin Rinortner

Schnelladetechniken: Wie schnell lädt Ihre Power Bank Ihr Smartphone?
Schnelladetechniken: Wie schnell lädt Ihre Power Bank Ihr Smartphone? (Bild: Texas Instruments)

Schnelladeprotokolle machen es möglich, dass Sie Ihr Smartphone oder Tablet in weniger als einer Stunde an einer Power Bank aufladen können. Wie Sie beides dafür auslegen, erläutern wir in diesem Beitrag.

Wäre es nicht schön, wenn Sie an einem besonders arbeitsreichen Tag Ihr Smartphone während eines Meetings aus Ihrer Power Bank vollständig aufladen könnten? Am USB-Port Ihres Notebooks dauert das Laden der immer kapazitätsstärker werdenden Batterien der neuesten Smartphones und Tablets Stunden.

Neuere Schnellade-Protokolle (beispielsweise die Technik MaxCharge) ermöglichen das Aufladen Ihres portablen Geräts in weniger als einer Stunde. Power Bank und Stromversorgung müssen allerdings dafür ausgelegt sein, und genau hier liegt das Dilemma.

Wie lässt sich mehr Energie in den Akku eines portablen Geräts übertragen, damit der Ladevorgang schneller abgeschlossen ist?

Die Antwort ist ganz elementar: Leistung ist das Produkt aus Spannung und Stromstärke. Um also die Leistung zu erhöhen, muss man die Spannung oder den Strom (oder beide) anheben. Die Stromstärke zwischen Power Bank und tragbarem Gerät ist in der Regel auf 2 bis 3 A beschränkt, was durch die begrenzte Belastbarkeit des Kabels bedingt ist.

Kabel sind stets nur für eine bestimmte Stromstärke zugelassen, da diese zu einem Temperaturanstieg, einem Spannungsabfall und zu Verlusten führt. Tritt eines dieser Phänomene zu stark in Erscheinung, kann das System zerstört werden.

Die Spannung jedoch ist durch die Elektronik begrenzt. Die Power Bank muss eine höhere Spannung abgeben können, und das portable Gerät muss ebenfalls für diese höhere Spannung ausgelegt sein. Eine höhere Spannung bei gleicher Stromstärke ergibt mehr Leistung, sodass mehr Energie in den Akku des Geräts übertragen werden kann. Folglich geht das Laden schneller.

Der Baustein bq25892 unterstützt das Aufladen einer einzelligen Batterie (4,2 V) mit bis zu 5 A an einer Eingangsquelle mit einer Spannung von 12 V. Somit wird der Akku mit bis zu 21 W Leistung geladen, was wesentlich mehr ist als die 2,5 W (5 V bei 0,5 A) eines typischen USB-2.0-Ports.

Mit MaxCharge wird der Ladevorgang somit deutlich beschleunigt. Welche Voraussetzungen muss aber die Schaltung mitbringen, um dieses und andere Schnelllade-Protokolle zu unterstützen?

Voraussetzung für die Entwicklung eines sehr einfachen, formatoptimierten Designs für kürzere Ladezeiten ist, dass die Stromversorgung der Power Bank mit dem Schnelllader zusammenwirkt. Ein Beispiel einer Implementierung in der Power Bank ist in Bild 1 zu sehen. Der hohe Leistung bietende Aufwärtswandler TPS61088 erzeugt aus der Batteriespannung der Power Bank eine zwischen 5 V, 9 V oder 12 V wählbare Ausgangsspannung, die am Ausgang herausgeführt wird.

Der eingebaute eFuse-Baustein TPS2592AA sorgt für den erforderlichen Fehlerschutz am Ausgang, und ein Interface-IC stellt die notwendigen Schnittstellenfunktionen zwischen der Power Bank und dem portablen Gerät zur Verfügung, um die gewünschte Spannung einzustellen.

Dies ist unabdingbar für ältere portable Geräte, die nicht für höhere Spannungen ausgelegt sind. Die Möglichkeit ein und dieselbe Kombination aus Aufwärtswandler und eFuse für alle Spannungen zu verwenden, macht die Architektur deutlich einfacher und senkt die Stückkosten.

* Chris Glaser arbeitet als Applikationsingenieur bei Texas Instruments in Dallas / U.S.A.

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Netter aber völlig unsinniger Artikel, niemand wird die Ladeelektronik aus seinem alten Smartphone...  lesen
posted am 16.05.2018 um 15:14 von Unregistriert


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