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Power-Ladebausteine

Der Akku hält und hält und hält - und lädt schneller, kabellos

14. Juli 2020, 10:20 Uhr   |  Ute Häußler

Der Akku hält und hält und hält - und lädt schneller, kabellos
© Texas Instruments

Neue Akkulade-ICs mit Buck-/Boost-Technik sind so klein wie nie. Texas Instruments hat das Leistungspfad-Management in die Bausteine integriert und erreicht damit eine sehr gute Leistungsdichte, schnelles Laden und bis zu 97 % Wirkungsgrad - Elektronische Kleingeräte und smarte Gebäude profitieren.

Die ICs der Typen BQ25790 und BQ25792 unterstützen ein effizientes Laden und eine um den Faktor 10 reduzierte Ruhestromaufnahme über USB Typ Cund USB Power Delivery Ports (PD) in elektronischen Kleingeräten, portablen Medizingeräten und Gebäudeautomations-Anwendungen.

Ultraschnelles Laden – mit oder ohne Kabel

Die beiden neuen Lade-ICs sollen Akkus mit 1 bis 4 in Reihe geschalteten Zellen und bis zu 5 A Ladestrom über den gesamten Eingangsspannungsbereich (3,6 V bis 24 ) von USB Typ C- und USB PD-Anwendungen laden können. Die in die ICs integrierte Schaltung zur Wahl zwischen zwei Eingängen unterstützt mehrere Stromversorgungen (z. B. kabellos, USB, Hohlstecker und Solar) und erzielt dabei kurze Ladezeiten, mit einem Wirkungsgrad von 97 % bei 30 W.

Ein völlig neues Maß an Flexibilität und Komfort bietet die Universal-Laden-Funktion für tragbare Medizingeräte und die betroffenen Patienten. Blutdruckmessgeräte und Atemwegs-Geräte können nun im Auto oder über USB-PD-Adapter geladen werden, on-the-go-Laden (OTG) wird durch bidirektionalen Betrieb für Vor- und Rückwärtsladen unterstützt.

50 % mehr Leistungsdichte auf kleinerem Bauraum
Die Lade-ICs erzielen eine Leistungsdichte von 155 mW/mm², das ist bis zu zweimal mehr als am Markt üblich. Entwickler können so die kleinere Geräte realisieren und brauchen weniger Bauteile. Die neuen Power-Kompontenten sind in der gesamten Branche die ersten, welche die Schalt-MOSFETs, einen Batterie-FET, Strommess-Schaltungen und die Wahlmöglichkeit zwischen zwei Eingängen integrieren. Der reduzierte Bedarf an Bauelementen ist besonders in Anwendungen wie etwa Smart Speakern nützlich, die mit wachsender Ausbreitung immer kleiner und kostengünstiger werden.

Maximale Akkulaufzeit durch extrem geringen Stromverbrauch

Die Bausteine BQ25790 und BQ25792 sind laut TI die industrieweit ersten Buck/Boost-Lade-ICs für mehrere Zellen, die weniger als 1 µA Ruhestromaufnahme aufweisen. Sie kommen damit dank eines Versand-Modus und einer Shutdown-Funktion, die die Ruhestromaufnahme bis auf ein Zehntel verringert, mindestens auf die fünffache Lagerfähigkeit konkurrierender Bauelemente. In Verbindung mit dem extrem geringen Durchlasswiderstand des Batterie-FET von 8 mΩ wird die Akkulaufzeit weiter maximiert, davon profotieren vor allem Anwendungen mit sehr langen Lebenszyklen.

Unter anderem können Türsprech-Anwendungen, die normalerweise netzgespeist sind, ohne Unterbrechung weiter funktionieren, wenn von der primären Stromversorgung auf Akkubetrieb umgeschaltet wird. Indem sie dazu beitragen, den Stromverbrauch und die Verluste durch Wärmeentwicklung zu reduzieren, ermöglichen die Ladebausteine eine längere Versorgung von Video-Türsprechanlagen per Batterie.

Beide Bauteile sind ab sofort verfügbar. Der BQ25790 wird in einem 2,9 mm x 3,3 mm großen WCSP-Gehäuse (Wafer Chip Scale Package) mit 56 Pins ausgeliefert. Den BQ25792 gibt es in einem 4 mm x 4 mm messenden QFN-Gehäuse (Quad Flat No-lead) mit 29 Pins.

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