Controller für Ladegeräte entsprechend dem Five-Star-Rating-System der Handy-Hersteller 30 mW Leistungsaufnahme ohne Last

Dass sich fünf weltweit führende Handy-Hersteller in ihrem Five-Star-Rating-System auf eine Leistungsaufnahme von höchstens 30 mW für Ladegeräte geeinigt haben, kommt überraschend. Denn 30 mW sind nicht einfach zu erreichen. CamSemi hat mit der Tangenten-Detection-Technik eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe sich deutlich unter 30 mW erreichen lassen.

Controller für Ladegeräte entsprechend dem Five-Star-Rating-System der Handy-Hersteller

Dass sich fünf weltweit führende Handy-Hersteller in ihrem Five-Star-Rating-System auf eine Leistungsaufnahme von höchstens 30 mW für Ladegeräte geeinigt haben, kommt überraschend. Denn 30 mW sind nicht einfach zu erreichen. CamSemi hat mit der Tangenten-Detection-Technik eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe sich deutlich unter 30 mW erreichen lassen.

 

In den USA und in Europa wird künftig der minimale Wirkungsgrad von externen Stromversorgungen gesetzlich festgeschrieben. Bei 70 Prozent Last ist dieser minimale Wirkungsgrad nicht schwer zu erreichen. Auch die derzeit geforderten 250 bis 300 mW Leistungsaufnahme ohne Last sind nicht sehr schwer zu realisieren. Das gleiche gilt für die 150 mW, die die EU ab 2011 vorschreibt. Kürzlich haben sich aber LG Electronics, Motorola, Nokia, Samsung und Sony Ericsson auf das Five-Star-Rating-System geeinigt, das für fünf Sterne eine Leistungsaufnahme von 30 mW ohne Last vorsieht. Das stellt nun wirklich eine Herausforderung dar.

Ein Problem dabei: Beim Übergang vom Betrieb ohne Last auf Volllast können große Spannungsabfälle entstehen, und lange Einschwingzeiten (Erholzeiten) sind die Folge. In einigen Fällen kann die Ausgangsspannung auf Null fallen, bevor die Recovery-Sequence beginnt. Das liegt daran, dass einige Controller-Hersteller in sehr niedrigen Schaltfrequenzen Zuflucht suchen, um die strengen Anforderungen ohne Last erfüllen zu können. Dann kann der Controller aber nicht schnell auf Lastwechsel reagieren. Also müssen die Designer sicherstellen, dass ein Controller, der die 30-mW-Bedingung erfüllt, gleichzeitig schnell von Null-Last- auf Voll-Lastbetrieb wechseln kann.

Betrachten wir nun Controller, die die 30-mWAnforderung erfüllen, um die Probleme und ihre Lösungen aufzuzeigen: Der Controller C2161PX2 von CamSemi liefert eine Ausgangsleistung von 4 W, der C2162PX2 eine Ausgangsleistung von 8 W. Beide arbeiten auf Basis der »Primary Side Sensing Flyback«-Topologie, um den Konstant-Strom- und Konstant-Spannungs-Betrieb zu gewährleisten, ohne dass dazu Optokoppler, Spannungsreferenzen und weitere Komponenten erforderlich wären, die für Sekundär-Sensing-Flyback-ICs typisch sind.

Ein Brückengleichrichter, gefolgt von einem LC-Filter, glättet und dämpft Abstrahlungen für die Zwischenkreisspannung. Für die optimale Leistungsfähigkeit sollte es sich bei den Kondensatoren Cin1 und Cin2 um niedrig impedante Typen mit geringen Leckströmen handeln. Comodity-Kondensatoren, die auf eine Temperatur von 105 °C spezifiziert sind, reichen meist aus. Der Widerstand  Rin sorgt für den Schutz vor Einschaltströmen. Die quasiresonante Schalttechnik reduziert die EMI so weit, dass L1 eine niedrige Induktivität und einen niedrigen Widerstand aufweisen kann.