Ein Überblick über Produkte zur Stromversorgung integrierter Schaltkreise

Stromversorgung: Überblick

Viele moderne elektronische Geräte benötigen verschiedene Spannungen zur Versorgung ihrer zahlreichen Komponenten. Ebenso setzen heutzutage viele elektronische Geräte auf Batterien und Akkus als hauptsächliche Stromquelle. Stromversorgung beschreibt Produkte, die die effiziente Funktion dieser Geräte ermöglichen, ohne deren Akkuladung schnell aufzubrauchen.

Produkte zur Stromversorgung sind aufgrund dieser Eigenschaften unabdingbare Bestandteile zahlreicher Geräte - insbesondere bei mobilen Geräten. Sie machen es möglich, dass Geräte effizienter betrieben werden können und die zum Laden von Akkus benötigte Zeit verringert wird, indem sie die Lebensdauer dieser Produkte zur Stromversorgung erhöhen.

Eingesetzt werden sie darüber hinaus auch in Designs zur Isolierung und zum Schutz von Schaltkreisen. Stromversorgung zählt zu den grundlegendsten Aspekten der Entwicklung elektronischer Geräte, die oftmals mehrere verschiedene Spannungen aus nur einer einzigen Stromversorgungseinheit generieren.

Was sind Stromversorgungs-ICs?

Ein Stromversorgungs-IC ist ein integrierter Schaltkreis, der mehrere verschiedene Spannungen zur Verfügung stellen kann. Sie können eine Gleichspannung in eine andere Gleichspannung umwandeln, was besonders für Geräte wichtig ist, deren Komponenten mehr als einen Spannungswert benötigen. Ebenso können sie helfen, aus verschiedenen Stromquellen die Richtige auszuwählen. Sie können Spannungen skalieren und Funktionen zur Leistungssequenzierung übernehmen.

Stromversorgungs-ICs können selbst Akkuladefunktionen übernehmen, was für mobile Geräte aller Art unerlässlich ist.

Diese zahlreichen Merkmale machen Stromversorgungs-ICs zu sehr geläufigen Komponenten moderner elektronischer Geräte. Ohne sie wären viele der beliebtesten Geräte für den Endverbraucher nicht annähernd so komfortabel - gemessen an der Laufzeit mit einer Akkuladung und daran, wie viele verschiedene Funktionen sie ausführen können.

Was ist Akku-Management?

Akku-Management beschreibt eine ganze Reihe an Funktionen. Im Grunde umfasst es jedoch das Messen, Laden und Überwachen des Akkus in einem Gerät. Akku-Managementsysteme werden manchmal auch mit der Abkürzung BMS bezeichnet; diese kommt aus dem Englischen und steht für „Battery Management System“.

Diese Systeme können auch die Temperatur eines Akkus überwachen, was für manche Anwendungen besonders wichtig ist. Sie können selbstverständlich auch die Spannung des Akkus messen und sicherstellen, dass dessen Ladung ausreicht, um das jeweilige System mit Strom zu versorgen.

Diese Systeme können jedoch mehr, als nur die Spannung messen. Sie können ebenso den Zustand des Akkus erkennen, und dem Bediener Informationen darüber bereitstellen, ob der Akku ordnungsgemäß funktioniert oder ersetzt werden muss.

Darüber hinaus gibt es noch ausgereiftere Funktionen, die Akku-Managementsysteme übernehmen können. So können sie in nahezu allen Fällen den jeweiligen Akku schützen und dessen Ladezustand überwachen.

Was ist Spannungsregelung?

Viele elektrische Systeme verfügen über mehrere verschiedene Verbraucher. Ihr Computer zum Beispiel, kann regelmäßig mit zahlreichen externen Geräten verbunden werden. Auch wenn sich die Verbraucherzahl an einem Schaltkreis ändert, muss die Spannung in den meisten Fällen gleich bleiben; und genau an dieser Stelle kommt Spannungsregelung ins Spiel.

Spannungsregelung kann aktiv oder passiv sein. Passive Spannungsregelung resultiert aus bestimmten Eigenschaften einer Komponente des jeweiligen Schaltkreises. Bei aktiver Spannungsregelung hingegen wird ein bestimmter Vorgang ausgeführt, sobald die Spannung an einem System einen bestimmten Bereich verlässt.

Was sind Ladefunktionen?

Ladefunktionen ermöglichen es, die Ladung eines Akkus wieder herzustellen bzw. „aufzufüllen“. Hierfür wird elektrischer Strom durch den Akku geleitet.

Manche Akkus erfordern andere Lademethoden als andere Akkus. Je nach Bauart des zu ladenden Akkus muss dieser eventuell sofort nach Abschluss des Ladevorgangs von der Stromversorgung getrennt werden. Ladevorgänge können auch mit verschiedenen Ladeströmen erfolgen, was weitere zu regulierende Variablen in den Prozess einführt.

Akkuladegeräte sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich. Erhaltungsladegeräte, zum Beispiel, laden Akkus über einen sehr langen Zeitraum. Ein Schnellladegerät kann einen Akku rasch wieder aufladen, muss jedoch sorgfältig verwendet und überwacht werden. Darüber hinaus gibt es auch sogenannte intelligente Ladegeräte. Diese sind in zwei Varianten erhältlich. So gibt es Ladegeräte in Form von simplen elektronischen Geräten, die auf den Zustand des Akkus reagieren, indem sie zum Beispiel den Ladestrom unterbrechen, sobald die Ausgangsspannung ein bestimmtes Level erreicht hat. Dazu gibt es auch Akkus mit ihrem eigenen Power-Managementsystem, sogenannte intelligente Akkus.

Universal-Ladegeräte sind darauf ausgelegt, viele verschiedene Arten von Akkus zu laden.

AC/DC-Wandler

AC/DC-Wandler sind Komponenten, die üblicherweise an das Hausnetz angesteckt werden und die von dort erhaltene Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandeln, die im Anschluss von einem elektrischen Gerät verwendet werden kann. Das geläufigste Design eines solchen Wandlers ist das sogenannte Netzteil. Netzteile verfügen in der Regel über eine große, rechteckige Box, an der der Stecker befestigt ist. Die meisten Computer-Modems, Router und eine ganze Menge sonstiger elektronischer Geräte verwenden diese Bauteile.

Manchmal werden sie parallel zur Bereitstellung von Gleichstrom auch zum Laden von Akkus verwendet. Manche elektrisch betriebenen Rasierapparate verfügen zum Beispiel über eine Batterie, die über einen AC/DC-Wandler geladen werden kann, jedoch kann das Gerät auch ohne Batterie direkt über das Netzteil betrieben werden.

AC/DC-Wandler zählen zu den am häufigsten verwendeten elektronischen Komponenten. Viele geläufige Haushaltsgeräte, darunter auch Computer, verwenden Gleichstrom, für den zunächst der Wechselstrom des Hausnetzes umgewandelt werden muss.

Batterie Back-Up ICs

Batterie Back-Up ICs können eine batteriebetriebene Stromquelle auswählen, sollte die gewöhnliche Stromversorgung ausfallen. Sie können die unterbrechungsfreie Stromversorgung eines Geräts sicherstellen und somit Shut-Downs und ähnliche Problemstellungen verhindern.

Batterielade-Controller ICs

Batterielade-Controller ICs steuern den Ladevorgang eines Akkus. Sie können in größere Geräte für den Endverbraucher integriert sein und die Möglichkeit bieten, einen internen Akku zu laden.

Batterie Ladezustandsanzeige ICs

Batterie Ladezustandsanzeigen ICs können Informationen über den Ladezustand der Batterie, sowie über die Zeit, bis die Batterie leer ist, die Temperatur der Batteriezellen und weitere Kriterien liefern, mit deren Hilfe erst erkannt werden kann, ob die Batterie ordnungsgemäß geladen ist oder ob sie geladen werden muss.

Boost Converter

Ein Boost Converter ist ein integrierter Schaltkreis, der eine bestimmte Spannung im Eingang aufnimmt und im Ausgang eine größere Spannung abgibt. Diese Converter werden auch oftmals als Aufwärtsregler bezeichnet, da sie die im Eingang empfangene Spannung zum Ausgang hin verstärken bzw. aufwärts regeln.

Buck Boost Schaltregler

Ein Buck Boost Schaltregler ist ein DC/DC-Wandler, der viele verschiedene Ausgangsspannungen erzeugen kann. Ein solcher Regler kann entweder als Boost Converter, oder als Buck Converter eingesetzt werden.

Buck Converter

Buck Converter werden auch als Abwärtsregler bezeichnet. Buck Converter sind DC/DC-Wandler, deren Ausgangsspannung unter der jeweiligen Eingangsspannung liegt. Im Bereich Elektronik sind sie sehr weit verbreitet.

Ladungspumpen

Ladungspumpen sind einfache Schaltkreise mit Kondensatoren. In diesen Schaltkreisen treten die Kondensatoren als Energiespeicher auf. Diese können im Vergleich zu der Spannung im Eingang eine höhere bzw. niedrige Spannung ausgeben.

Klemmschaltungen

Klemmschaltungen können die positiven bzw. negativen Spitzen eines Signals auf ein festgelegtes Niveau setzen. Hierfür ändern sie den Wert der jeweiligen Gleichspannung.

Strom-Limitschalter

Strom-Limitschalter werden oftmals als Sicherheitsgerät eingesetzt. Sie können den Strom insofern regulieren, als dass dieser einen bestimmten Wert nicht übersteigen darf, damit die entsprechenden nachgeschalteten Verbraucher vor einem Überstrom geschützt sind.

Stromschleifen ICs

Stromschleifen ICs können Informationen über die Stärke eines Signals in einem elektrischen System bieten. Mit ihrer Hilfe können Daten bereitgestellt, oder aber direkt eine aktive Reaktion auf einen Unter- bzw. Überstrom veranlasst werden.

DC/DC-Controller

DC/DC-Controller werden zur Verwaltung der Batterieladung eingesetzt.

DC/DC-Wandler

DC/DC-Wandler sind in der Lage, eine bestimmte Eingangsspannung aufzunehmen und sie in eine andere Ausgangsspannung umzuwandeln. Sie sind in vielen verschiedenen Baugrößen und Designs erhältlich, die die Ausgangsspannung im Hinblick auf die Eingangsspannung sowohl erhöhen, als auch absenken können.

DC/DC-Netzteile

DC/DC Netzteile können einem anderen elektrischen Gerät bzw. Bauteil eine geregelte Menge an Strom bereitstellen, indem sie die Gleichspannung im Eingang anheben oder absenken.

Feedback Signal Generatoren

Feedback Signal Generatoren sind Signalgeneratoren, die in der Lage sind, eine Vielzahl an Signalformen zu generieren, und eignen sich deshalb für viele verschiedene Anwendungen.

Treiber ICs Universal

Treiber ICs Universal sind Treiber, die darauf ausgelegt sind, in einer Vielzahl verschiedener Situationen eingesetzt zu werden, und können mit zahlreichen externen Geräten interagieren.

Hot-Swap Controller

Hot-Swap Controller sind Geräte, die das Hinzufügen und Entfernen von Leiterplatten und anderen Peripherie-Geräten an einem funktionierenden elektronischen System ermöglichen, ohne die Leistung des Systems für diese Änderung drosseln zu müssen.

Intelligente Leistungsschalter

Intelligente Leistungsschalter können die elektrischen Bedingungen in einem Schaltkreis überwachen und entsprechend aktive Eingriffe vornehmen.

Ballast Controller ICs

Ballast Controller ICs werden zur Regulierung des Stromflusses in Beleuchtungssystemen eingesetzt.

Spannungs-Linearregler

Spannungs-Linearregler sind in der Lage sicherzustellen, dass die Spannung in einem elektrischen System konstant bleibt. Sie erlauben die Anbindung diverser Verbraucher an ein elektrisches System, ohne die Spannung zu ändern.

Controller mit Lastverteilung

Controller mit Lastverteilung ermöglichen die Verteilung einer elektrischen Ladung auf viele verschiedene Geräte.

LDO Spannungsregler

LDO Spannungsregler zeichnen sich dadurch aus, dass ihre mindestens erforderliche Betriebsspannung ausgesprochen gering ist. Dies sind höchst effiziente Bauteile.

MOSFET Power Treiber

MOSFET Power Treiber sind Leistungstreiber für MOSFET Halbleiter-Komponenten.

Motor-Treiber ICs

Motor-Treiber ICs sind Leistungstreiber, die auf den Betrieb mit Elektromotoren ausgelegt sind. Sie sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich und eignen sich für alles zwischen groß dimensionierten Industrieanwendungen und sehr kleinen motorisierten Geräten.

Piezo-Treiber

Piezo-Treiber sind Treiber, die speziell für die Funktion mit Piezo-Geräten entwickelt wurden.

Power Factor & PWM Controller

Power Factor & PWM Controller sind Geräte, die die Kontrolle des Verhältnisses zwischen der Leistung, die zu dem Verbraucher geleitet wird, und der Gesamtleistung in dem jeweiligen Schaltkreis ermöglichen. PWM Controller ermöglichen die Kontrolle des Impulses eines Wechselstromsignals.

Power Factor Controller

Der Power Factor (dt. Leistungsfaktor) in einem Wechselstrom-Schaltkreis beschreibt das Verhältnis zwischen der Leistung, die letztlich zu dem Verbraucher geleitet wird, und der Gesamtleistung an dem Schaltkreis. Dieses wird als eine Zahl zwischen -1 und 1 angegeben. Power Factor Controllers ermöglichen die Kontrolle dieses Verhältnisses.

Leistungsfaktor Regler-ICs

Leistungsfaktor Regler-ICs sind integrierte Schaltkreise und sind mit einer Vielzahl an Schaltfrequenzen und Eingängen erhältlich. Verschiedene Stiftzahlen sind ebenso erhältlich.

Power Multiplexer

Power Multiplexer ermöglichen die Funktionen zum Überwachen, Schützen und ähnliches innerhalb eines Schaltkreises. Sie können in einer Vielzahl verschiedenster Anwendungen eingesetzt werden.

Prozessorüberwachungs-ICs

Erhältlich in vielen verschiedenen Konfigurationen, umfassen Prozessorüberwachungs-ICs sogenannte Low-, Push-Pull-, Active-High- und weitere Ausgangstreiber und Optionen. Die ICs bieten zahlreiche Optionen für die Anzahl der Überwachungseinheiten.

PWM-Controller

PWM Controller können eingesetzt werden, um die zu einem Verbraucher geleitete Menge an Leistung zu kontrollieren, ohne dabei die Verluste erleiden zu müssen, die bei der Bereitstellung linearer Leistung durch Widerstände auftreten. Mögliche Nachteile dieser Technik sind die von dem Arbeitszyklus, der Schaltfrequenz und den Eigenschaften des Verbrauchers definierten Impulse.

PWM Controller Current Mode

PWM Controller Current Mode werden in industriellen und ähnlichen Systemen eingesetzt, die eine Lastregelung auf Point-to-Point Basis erfordern.

PWM Side Controller

PWM Side Controller werden sehr häufig bei Schaltkreisen eingesetzt, die ein gewisses Maß an Isolierung erfordern.

PWM Sanftanlauf-Controller

PWM Sanftanlauf-Controller stellen sicher, dass entweder der Strom, oder die Spannung bei Schaltvorgängen gleich Null ist. Dabei sind die Schaltverluste nahezu Null. Elektromagnetische Störungen fallen geringer aus als bei herkömmlichen „harten Schaltvorgängen“.

PWM Schaltregler

PWM Schaltregler: PWM Schaltregler werden auch in effizienten Spannungsreglern eingesetzt. Dadurch, dass Spannung mit dem entsprechenden Arbeitszyklus an den Verbraucher geleitet wird, kommt die Ausgangsspannung dem gewünschten Wert sehr nahe.

PWM Controller Voltage Mode

PWM Controller Voltage Mode werden sowohl für Kontroll-, als auch für Schutzfunktionen eingesetzt.

Rufton Controller

Rufton Controller sind Bauteile, die in der Telekommunikationsindustrie verwendet werden.

USB Power Switches

USB Power Switches werden häufig eingesetzt, um elektronische Geräte über die USB-Ports eines Computers zu laden. Oftmals erlauben sie das Laden der Batterie und die Übertragung von Daten zur gleichen Zeit.

Referenzspannungs-ICs

Referenzspannungs-ICs können eine konstante Spannung bereitstellen - unabhängig davon, wie hoch die Last an dem Gerät ist. Diese ICs werden in vielen verschiedenen Wandlern, Instrumenten und Netzteilen verwendet. Erhältlich sind sie in vielen verschiedenen Ausführungen.

Spannungsüberwachungs-ICs

Spannungsüberwachungs-ICs überwachen Spannungen, bieten Informationen über Akkus und ähnliche Komponenten eines Schaltkreises. Erhältlich sind sie in vielen verschiedenen Ausführungen, darunter auch solche, die mehrere Spannungen gleichzeitig überwachen können.