Hochintegrierter Abwärtswandler für USB-C-Ladegeräte

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Mit dem 3-A-Schaltwandler MAX77860 lassen sich einfach und flexibel USB-Typ-C-Ladesysteme für Elektroniksystemen realisieren, die mit Lithium-Ionen-Akkus betrieben werden.

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Der 3-A-Schaltwandler MAX77860: ein hochintegrierter Abwärtswandler für USB-C-Ladegeräte
Der 3-A-Schaltwandler MAX77860: ein hochintegrierter Abwärtswandler für USB-C-Ladegeräte
(Bild: Maxim Integrated)

Das USB-C-Lade-IC MAX77860 von Maxim Integrated bietet laut Hersteller die industrieweit erste Integration von Ladeschaltwandler und USB-C-Port-Controller. Damit ist ein separater Host-Controller überflüssig. So vereinfacht sich die Softwareentwicklung und reduzieren sich die Bauteilkosten für Anwendungen wie Kassensysteme, Power-Banks, Industriecomputer, Scanner, Radios, medizinische Geräte, Ladeschalen, tragbare Lautsprecher und Spielesysteme.

Zahlreiche Consumer-Elektronikgeräte werden auf USB-C-Schnittstellen umgestellt, um die sich schnell weiterentwickelnden Kommunikations- und Ladefähigkeiten sowie die kleinere Baugröße zu nutzen. In gegenwärtigen Designs wird ein Host-Mikroprozessor benötigt, um den Strompegel zu erfassen und die Eingangsstromgrenze des Ladegeräts zu konfigurieren. Während PCs, Laptops und Mobiltelefone für eine frühzeitige Akzeptanz gesorgt haben, erwarten die Mark5tforscher von IDTechEx, dass die Verbreitung von USB-C dank des Einsatzes in anderen Klassen von tragbaren Geräten bis 2020 um 8,5% pro Jahr steigen wird.

Um die Baugröße zu reduzieren und das Hardware- und Softwaredesign des Systems zu vereinfachen, integriert der MAX77860 die Port-Erkennung von USB-C-Konfigurationskanälen (configuration channel, CC) und ein Batterieladegerät für 15-W-Anwendungen. Diese integrierten Funktionen ermöglichen ein schnellstmögliches Laden der Akkus gemäß der USB-C-Spezifikation, tragen zu einer um 30% kleineren Baugröße bei und vereinfachen gleichzeitig die Softwareentwicklung. Die CC-Pin-Erkennung verkürzt auch den Entwicklungsaufwand, da keine Unterstützung für eine End-to-End-USB-Portverbindung erforderlich ist und der Ladevorgang automatisch gestartet werden kann.

Wichtige Vorteile

Hochintegriert: Ein separater Port-Controller und viele diskrete Komponenten entfallen. Die Größe der Induktivität und des Kondensators reduziert sich aufgrund der hohen Schaltfrequenz von 2 MHz/4 MHz. Dies führt zu einer Gesamtgröße, die bis zu 30% kleiner ist als die des nächsten Wettbewerbsbauteils. Dieser hohe Integrationsgrad verringert auch die Bauteilkosten.

Hoher Wirkungsgrad: Ein hocheffizienter Abwärtswandler verringert die Wärmeabgabe mit mehr als 93% Wirkungsgrad und einer Ladefähigkeit mit bis zu 3 A.

Designflexibilität: Dank der Abwärtskompatibilität können Designs sowohl mit USB-C als auch mit älteren BC1.2 oder proprietären Adaptern arbeiten. Der integrierte Analog-Digital-Wandler (ADC) gibt Ressourcen im Mikrocontroller frei und liefert gleichzeitig genaue Spannungs- und Strommessungen.

„Der neue MAX77860 von Maxim bietet Entwicklern, die im wachsenden Markt des Internet der Dinge arbeiten, echte Vorteile“, sagte Kimberly Majkowski, Global Product Manager, Power Management ICs bei Premier Farnell. „Er reduziert Kosten und Entwicklungszeit und bietet gleichzeitig superschnelle Ladefunktionen, die heute von den Verbrauchern gefordert werden.“

„Der MAX77860 reduziert die Systemkomplexität erheblich, indem er das Ladegerät, den Strompfad, den Low-Dropout-Regler, den ADC und die USB-C CC-Erkennung in einem kleinen 3,9 mm x 4,0 mm-Gehäuse integriert“, erklärte Perry Tsao, Executive Director, Mobile Solutions Business Unit bei Maxim Integrated. „Dieser Integrationsgrad vereinfacht das Design und ermöglicht die Bereitstellung von mehr Leistung und mehr Funktionalität auf minimalem Leiterplattenplatz.“

Der MAX77860 und das Evaluation-Kit MAX77860EVKIT# sind über die Maxim-Website sowie bei ausgewählten Vertragsdistributoren erhältlich.

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