Ist in einem Netzteil von einem Handyaufladegerät Regelungstechnik enthalten?
Ich habe mir die Frage gestellt ob ein einfaches Netzteil wie ein Handyaufladegerät auch Regelungstechnik enthält. Also ich glaube dass ein Akku nicht immer mit 100% geladen wird sondern dass dieser, je voller der Akku wird, weniger stark geladen wird. Meine Frage ist wie dies ein Netzteil macht. Ist da ein µC Controller verbaut oder wird da Analoge Regelungstechnik verwendet. Oder wird da gar keine Reglungstechnik verwendet und es wird ganz anders geladen?
4 Antworten
Die Laderegelung eines Handys geschieht zweistufig. Das "Handyladegerät" ist nichts anderes als ein Netzteil, dass eine konstante Spannung liefert. Früher waren das immer 5V, mittlerweile können in der Regel Handy und Ladegerät miteinander kommunizieren und sich auf eine höhere Spannung einigen. Handynetzteile sind vom Typ her Schaltnetzteile, also keine klassischen Transformatoren. Schaltnetzteile haben ihre eigene Regelung. Das muss kein programmierbarer Mikrocontroller sein, aber ist meist ein Integrierter Schaltkreis. Das Handy wandelt in jedem Fall intern die höheren Spannungen in seine Betriebsspannungen um... die höhere Spannung dient nur dem Transportzweck durch das USB-Kabel.
Das hat aber nichts mit der Akku-Laderegelung zu tun. Die Laderegelung für den Akku selbst liegt im Handy, das muss so sein - denn das Handy kennt seinen Akku und Parameter wie maximaler Ladestrom... Für die Laderegelung von Lithium-Akkus gibt es ebenfalls eigene Schaltkreise. Lithium-Akkus werden zunächst mit einem konstantem Strom geladen. Ab einer bestimmten Spannung (ich sag mal 90% Ladung, ohne es wörtlich zu nehmen) werden sie mit einer konstanten Spannung geladen. Die konstante Ladespannung bildet mit Innenwiderstand des Akkus und Akkuspannung selbst eine "natürliche" Regelschleife. Das Ladeverfahren wird CC/CV (Constant Current, Constant Voltage) genannt.
Lithium-Akkus haben eine maximale Spannung von 4,2V, im entladenen Zustand können sie auf ca. 3,5V absinken (Je nach Anwendungsgebiet/ Belastung des Akkus auch etwas tiefer). USB hat nominell 5V (übliche Spannung beim laden sind aber auch 9V) und das Handy intern dürfte mit verschiedenen Spannungen zwischen ~1,2V und 5V arbeiten. Da sind also einige Spannungsregelungen im Spiel. Modern alles in einem IC verpackt.
Ja, alle modernen Handy-Netzteile und auch die normalen Schaltnetzteile besitzen eine Regelung. Die Regelungsweise ist analog, selbst wenn da ein Chip drin ist, denn die analoge Regelung ist um ein vielfaches schneller als eine digitale Regelung.
Du hast erst mal die Spannungsregelung und dann auch noch die Strombegrenzung in einem Netzteil. Wenn du ein einfaches Netzteil für das Auto hast, dann werden 12V zu 5V gewandelt und in den ganz alten PKW-Handy-Ladegeräten war dann ein MC34063A drin. In ihm enthalten ist im wesentlichen ein OpAmp, analoge Schaltungen (on Chip) welche die Schaltfrequenz erzeugen, ein Komperator usw. also alles analoge Schaltungsbestandteile aber in Form eines einzigen Chips.
Bei einem 230V~ Netzteil ist das ähnlich, nur dass die Regelung dort oft als Rückkopplung einen Optokoppler mit Referenzspannungsquelle TL431 oder eben nur eine Feeback-Wicklung nutzt.
Handynetzteil ist ein schlechtes Beispiel weil es zig verschiedene Ladestandards gibt.
Aber kurz gesagt hat jedes Schaltnetzteil einen geschlossenen Regelkreis weil die Ausgangspannung muss ja stabil sein und Lastunabhängig. Das kann Analog oder Digital erfolgen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Schaltnetzteil#Regelung_analog_und_digital
Zunächst ist ein Netzteil kein Ladegerät und umgekehrt.
Und sehr wohl enthält ein Ladegerät eine Regelelektronik. Aber auch ein Netzteil enthält eine Regelelektronik.
Der Unterschied ist die Sichtweise auf den Verwendungszweck. Während ein Netzteil mind. eine konstante Spannung liefert, liefert ein Ladegerät, im einfachsten Fall, einen konstanten Strom. In dem Fall den Ladestrom.
Es macht daher Sinn, den kleinen Unterschied zu beachten.