Dynamische Stromverteilung in Ladeschaltungen leicht gemacht

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Dynamische Stromsteuerung mit einem PMIC

Bild 7 zeigt den optimalen Aufbau für die Implementation einer dynamischen Stromsteuerung mit einem AS3711, einem PMIC von ams für tragbare Geräte wie etwa Mediaplayer und Tablets. Der AS3711 verfügt über zwei Abwärtswandler mit 1 A, einen Abwärtswandler mit 1,5 A, einen Abwärtswandler mit 3 A, acht LDOs, zwei Aufwärtswandler und einen geschalteten Laderegler mit 1,5 A – und das alles in einem Gehäuse von 7 mm x 7 mm.

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Ein Laderegler auf der Basis eines Schaltreglers lädt einen Akku effizienter als die üblicherweise eingesetzte lineare Ladeschaltung. Er braucht daher weniger Strom, so dass mehr vom Speisestrom für das angeschlossene System übrig bleibt (das von VSUP versorgt wird). Die höhere Effizienz des Schaltreglers senkt auch die thermische Verlustleistung während der Batterieladung. Der AS3711 bietet darüber hinaus einen Überspannungsschutz bis 30 V und einen strombegrenzenden Vorregler, der auf 16 unterschiedliche Stromwerte zwischen 0,1 und 2,5 A programmiert werden kann. Weiterhin ist die Spannung auf der VSUP_CHG-Schiene konfigurierbar.

PMIC mit integrierter Ladeschaltung spart Platz und Kosten

Setzt man ein PMIC mit einer integrierten Ladeschaltung ein, spart man Platz und Kosten eines separaten Lade-ICs. Weiterhin können alle Spannungen und der komplette Ladevorgang mit nur einem Registersatz eingestellt und überwacht werden. Über die grafische Benutzerschnittstelle des AS3711 kann man die Ladeschaltung des PMIC sowie die anderen Funktionsblöcke extrem einfach konfigurieren (siehe Bild 8). Man kann alle Funktionsblöcke von Bild 7 über diese GUI programmieren, wobei Erhaltungsladung, Konstantstromladung, Konstantspannungsladung, Zeit, Auszeit, Temperaturüberwachung, Strombegrenzung und Erkennung externer Überspannung konfigurierbar sind. Weiterhin besteht die Wahl zwischen linearem und geschaltetem Akkuladeverfahren.

Prinzipielle Vorteile durch Einsatz eines PMICs

Der vorliegende Artikel hat gezeigt, dass dynamische Stromsteuerung den Akku schont und für eine optimale Systemleistung sorgt, wenn das Gerät an eine externe Stromversorgung angeschlossen ist.

Sie kann weiterhin den Akku als zusätzliche Stromquelle nutzen, wenn das System mehr Strom braucht, als die externe Quelle liefern kann. Somit kann man ein Netzteil kleiner dimenisionieren, was Kosten spart. Es muss ja nur die Akkuladung abdecken können, nicht aber gleichzeitig den Spitzenbedarf des Systems.

All diese Vorteile haben Anwender der neuesten PMICs für portable Geräte, wenn sie den Aufbau umsetzen, wie er oben am Beispiel des AS3711 dargestellt wurde. Dieser IC bietet ein effizientes Mittel dafür, den Ladestrom dynamisch an den Strombedarf des Systems anzupassen.

Die Implementierung einer dynamischen Stromsteuerung über ein PMIC bringt zusätzlich folgende Vorteile:

• Platzersparnis, weil ein externer Lade-IC eingespart wird,

• einfache Steuerung aller Spannungen per Software, einschließlich der Ladespannung,

• vereinfachte Stromsteuerung über den PMIC, der Eingangsspannung, Akkuspannung, Systemspeisespannung und alle anderen Spannungen überwacht und intelligente Systeminterrupts generiert und automatisch handhabt.

* Mark Shepherd ist Field Application Engineer bei ams in den USA.

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