Ladebaustein UPD1001 Power over USB mit 100 Watt

Dank »USB Power Delivery« können auch stärkere Verbraucher wie Notebooks, Batterieladegeräte oder Tablets über USB versorgt und ¬geladen werden. Microchip bringt einen passenden Ladecontroller auf den Markt.
Dank »USB Power Delivery« können auch stärkere Verbraucher wie Notebooks, Batterieladegeräte oder Tablets über USB versorgt und ¬geladen werden. Microchip bringt einen passenden Ladecontroller auf den Markt.

USB hat sich von der Datenschnittstelle mit Stromleitung zur Ladeschnittstelle mit Datenleitung entwickelt. Damit auch stärkere Verbraucher über USB geladen werden können, gibt es eine »USB Power Delivery«-Spezifikation, für die Microchip jetzt einen Ladebaustein vorgestellt hat.

Die Datenübertragung war lange Zeit die Hauptfunktion der USB-Schnittstelle, und auch bei der Entwicklung von USB 3.0 ging es in erster Linie darum, die Datenübertragungsrate zu steigern. Die eigentlich nur als Zugabe gedachte Stromversorgungs-Funktion von USB zielte eigentlich nur darauf ab, USB-Hubs mit Strom zu versorgen. Doch schon bald erkannte man, dass sich auch einige Kleinverbraucher über die 5-Volt-Schnittstelle versorgen lassen, und so gab es etwa Scanner, die sich mit den erlaubten 500 mA begnügten und kein Netzkabel benötigten.

Den großen Aufschwung als Stromversorgung erlebte die USB-Schnittstelle durch Regulierungsbehörden in ­China und Europa, die den Smartphone-Herstellern vorschrieben, dass ihre Telefone über eine Standard-USB-Schnittstelle aufladbar sein müssen, um das Chaos bei den Ladegeräten einzudämmen. Mit den Tablets kommen nun immer anspruchsvollere Mobilgeräte auf den Markt, die ebenfalls mit einer USB-Schnittstelle ausgestattet sind, für die aber die 500 mA bei 5 Volt nicht mehr ausreichen.

Schon seit 2012 hat das USB Implementers Forum deshalb die »USB Power Delivery«-Spezifikation definiert, aber erst jetzt kommen erste Bausteine auf den Markt, die dieses Protokoll umsetzen. Der UPD1001 von Microchip ist einer davon. Er erfüllt alle Anforderungen des standardisierten Leistungsmanagement- und Akkuladeprotokolls. Damit lassen sich über ein USB-Kabel gleichzeitig Daten übermitteln und bis zu 100 W an ein angeschlossenes Gerät liefern, der 40-fachen Leistung des USB-2.0-Standards.

Das UPD-Protokoll definiert die Aushandlung von Strom und Spannung über die USB-Power-Pins. Zuerst wird immer mit dem niedrigsten Level begonnen. Wenn sich die Geräte einig sind, können bis zu 100 W übertragen werden. Das bisherige Verfahren, »USB Battery Charging 1.2«, bei dem bis zu 500 mA über USB 2.0 und bis zu 900 mA per USB 3.0 über die 5-Volt-Leitung gehen, bleibt davon unberührt.