News Neuartiges Schaltkonzept ermöglicht kleinere Ladegeräte

[foofoobar]

Ich verstehe sowieso nicht warum se nicht die Netzgeräte standartgemäs in Gerät einbauen....(Drucker, Scanner, Laptop, teilweise schon Radios).... und die Standart Buchse, die sonst von der Steckdose ins Netzgerät geht, in die Geräte selbst einbauen...

Ohne 220V im Gerät fallen viele Schutzvorschriften weg. Genormte Niederspannungs Stecker sind die Lösung.

Ergänzung (30. Dezember 2013)

Eine Möglichkeit wäre, die Komponenten des Spannungsreglers in einen IC zu gießen so wie es Intel mit Haswell macht. Die Dinger sind durchaus extrem kompakt, effizient und die Arbeitsfrequenz ist im Vergleich zu herkömmlichen Schaltungen aus diskreten Bauteilen deutlich höher.

Trafos und Spulen in ICs?

Und wie die notwendigen Isolationsabstände in einem IC schaffen?

 

[Oely]

ein hoch auf die seltenen erden, zumindest solange sie bezahlbar bleiben

Das regeln die Chinesen schon

Wenn sie uns dann den Hahn zu drehen, graben wir wieder Löcher.

 

[Piktogramm]

Trafos und Spulen in ICs?

Und wie die notwendigen Isolationsabstände in einem IC schaffen?

Transformatoren nicht, aber "Schaltnetzteile" deren Induktivitäten (Spulen) in ICs eingebettet sind, sind zwar recht jung aber keineswegs neu. Intel setzt wie gesagt bei Haswell eben solche Lösungen ein. Zwar "nur" um von 12V Gleichstrom auf 0,x bis 1,x regeln zu können aber immerhin:
http://www.extremetech.com/computin...with-analysts-denies-haswell-has-power-issues
In der c't gab es dazu sogar mal einen Dieshot, der eine entsprechende "Spule" zeigte.

Was die nötigen Isolationsabstände betrifft. Hier braucht es "nur" den richtigen Isolator oder aber eine geschickte Lösung, um für die ICs den Vin entsprechend auf verträglichem Maß zu halten.

Im Grunde erleutert dieser Post: https://www.computerbase.de/forum/t...nere-ladegeraete.1296906/page-2#post-15043371
es in diesem Thread hier schon recht genau. Alles in allem keine sonderlich neuen Erkenntnisse. Wenn je 50% der Spannungsregler um 180° versetzt laufen löschen sich die EMV Emissionen großteils aus, eine enstsprechend integrierte Schaltung schafft wesentlich höhere Frequenzen und man umgeht noch ein paar andere Probleme. Einzig allein muss man eben dafür sorgen, dass die Eingangsspannung an den ICs irgendwie handhabbar ist.

Die praktikable Lösung im Dateil ist aber zumindest interessant. Wobei moderne Schaltregler aus diskreten Bauteilen Wirkungsgrade von 90-95% erreichen können. Die Frage ist also, ob es sich wirklich lohnt ICs einzusetzen, deren Herstellung mitunter schlicht teurer ist, vor allem da die Anzahl der nötigen ICs bzw. der Diefläche entsprechend mit der Leistung der Gesamtschaltung linear zunimmt und die Strukturen der ICs nicht beliebig verkleinert werden können. Wobei die Größenbeschränkung daher rührt, dass stromdurchflossene Leiter einen umso höheren Widerstand bieten, desto geringer ihr Querschnitt wird. Daher ist ab eine, gewissen Querschnitt der Leiter der Hauptleitungen des ICs bzw. der "Spulenwicklungen" eine Grenze erreicht und der Spaß wird entsprechend nicht mehr effizienter zu bewerkstelligen sein wird. Oder aber man nimmt statt Kupfer Silber* um die Leiter der ICs zu bilden, was die Preise der ICs direkt beeinflusst.

Unterm Strich sind die Prinzipien bekannt, genauso wie Vor- und Nachteile. Interessant ist damit, wie die Realisierung im Detail ausschaut. Bisher wurde der Spaß aus Kostengründen schlicht nicht umgesetzt. Also gab es da eine echte Innovation (damit würde man wohl kaum hinterm Berg halten...) oder aber es ist ein Ansatz, der in einem vergleichsweise kleinem Anwendungsbereich Vorteile bieten kann.**

*Silber ist das am besten leitdende Metall, danach kommen nur noch Sonderlegierung (verdammt teuer) oder Supraleiter (abartig teuer).
**Wenn es ist wie ich vermute, wird der Spaß Stand der derzeitigen Technik mit zunehmender Leistung gleichfalls zunehmend unbezahlbar, daher nur interessant für sehr kompakte Netzteile mit vergleichsweise geringer Leistung .

 

[foofoobar]

Das liest sich wie die Realisierung eines HF-Step-Up/Step-Down DC/DC Converters unter Verwendung eines kürzlich von Linear Technology herausgebrachten IC's, in welchem sämtliche Komponenten integriert sind: extrem kurze Leitungswege (auf dem Chip) sorgen für eine sehr niedrige Blindleistung mangels induktiver Leitungswege, die an keiner passiven Komponente als Wirkleistung "verbraten" wird. Gepaart mit integrierten, symmetrisch geladenen Chipkapazitäten zur Simulation der induktiven Komponente - die 180-Grad-Phasenverschiebung und die passive Blindleistung einer diskreten Spule des Wandlers wird überflüssig bzw. fällt weg -, plus als weitere Komponente die hohe Taktfrequenz, die eben relativ kleine, integrierte Chipkapazitäten zur Ladungszwischenspeicherung ermöglicht. Ist der Chip auch noch so strukturiert, dass gewisse Leitungswege die HF-Abstrahlung kompensieren, entsteht auch kein Elektrosmog. Zumal auf einem Chip kleinster Ausmaße keine als Antenne wirkenden Leitungslängen existieren, welche Störstrahlung erst ermöglichen würden (für die Abstrahlung liegt somit eine Fehlanpassung vor). Die moderne Siliziumtechnik beherrscht das problemlos auch ohne "Wunderstoffe"...

Und wo ist dort die galvanische Trennung? Es geht hier um Netzteile nicht um Schaltregler.

 

[overdriver]

Ich verstehe sowieso nicht warum se nicht die Netzgeräte standartgemäs in Gerät einbauen....(Drucker, Scanner, Laptop, teilweise schon Radios).... und die Standart Buchse, die sonst von der Steckdose ins Netzgerät geht, in die Geräte selbst einbauen...
Standart Kabel, keine anpassung aufgrund von mehrleistung nötig (auser das gerät benötigt über 3KW), jeder hats, keiner muss es wegwerfen, billiger zu produzieren da standart...

Ich hatte noch nie Probleme mit einem Laptop Netzgerät... weder das es ausgefallen oder laut wären.... also wenn die qualität stimmt und da sie sich sowieso nicht auf einen niedrig Volt Standart für Laptops (20V 15V 12V oder 24V) einigen können.... sollen se die Netzgeräte ins Gerät reinklatschen... kleinere leichere Bauarten könnten da helfen...

Das ist eine richtig schlechte Idee. Lieber das Netzteil, wenn es defekt ist, tauschen als das ganze Gerät in die Mülltonne schmeißen. Nicht jeder kann löten es ist einfach besser wenn man ein externes Netzteil wechselt. Des weiteren muss man nicht das ganze Gerät einschicken und Monate warten bis das Gerät wiederkommt. Ich höre schon lange nicht mehr auf Leute denen es nur um das Design geht weil es Ökologisch schon eine Katastrophe ist.

 

[Dr.Pawel]

Im Prinzip ne nette Sachen, schauen wir mal was drauß wird. An sich nervt mich eigentlich das Ladekabel nicht beim Notebook, klar auf den Schoss nehm ich es auch nicht, schlicht weil es zu heiß wird und was die Hitzeentwicklung angeht bin ich mir noch sicher ob die neue Lösung da besser ist. Ich bin auf jeden Fall gespannt.

Mfg
PaWel

 

[Fischk0pp]

Oder in anderer Leseweise, ein Student hatte eine Idee wie ein altes Problem gelöst werden kann und hat sich diese samt Patent unter den Nagel gerissen.

Was ja laut Aussagen derer die da studiert haben Gang und Gäbe sein soll. Würde auch die die Geheimniskrämerei erklären wenn das Patent noch nicht bestätigt wurde.

Du meinst eher, es wäre eine von zig möglichen Erklärungen und damit so irrelevant wie dein gesamter Post.
Immer wieder erschütternd, wie normal es mittlerweile für viele zu sein scheint, sich aus ihrem aufgeschnappten Halbwissen die eigene Meinung zu bilden.

 

[5@n!töt3r]

Ich kenne den werten Herren nicht, aber wenn ich 75% und 10-fach lese, schrillen bei mir die Alarmglocken!

 

[wazzup]

Na Gott sei dank, die bisherigen Schrankgrossen Ladegeräte waren ja kaum noch zu ertragen
Na mal im Ernst: Ich konnte mich bislang nicht über die Grösse von Ladegeräten beschweren. Die Zeiten der klobigen ineffizienten Stromwandler ohne elektronik und dafür mit massiven Spulen ist doch schon mind. 10 Jahre vorbei. Früher hatte man bei nahezu jedem Elektroartikel vom Telefon mit AB bis hin zum Drucker extrem grosse, schwere Netzeile die einem als Steckervariante mit etwas pech und je nach Drehrichtung mal eben 3 Steckdosen in der Leiste blockiert haben. Aber heute? manche Netzteile von Telefonen oder auch Ladegeräte mit USB Buchse sind oft genauso gross bzw. manchmal sogar kleiner als ein Schuko/Euro Stecker ohne Kabel. ich sehe hier beim besten Willen keinen Bedarf die Geräte noch kleiner werden zu lassen. Und selbst Laptop Netzteile sind schon verdammt klein, wenn ich so auf den 65W Adapter für mein MBP gucke... Ob da nun noch nen cm mehr eingespart werden kann ist nicht relevant. Effizienter werden die geräte dadurch auch nicht, aber die gefahr für HF verschmutzung steigt, grade bei billigplunder. Wieder mal eine erfindung die die Welt nicht braucht!

Ich würde es allerdings sehr begrüssen wenn Geräte wie Drucker endlich ausschliesslich mit internem NT ausgeliefert würden. beim Haustelefon sehe ich es ein das da ein Steckernetzteil her muss, aber bei grösseren Geräten ganz klar nein. Interne Netzteile haben bei 90% aller Geräte nur Vorteile für den Kunden!

 

[Kowa]

Eine Möglichkeit wäre, die Komponenten des Spannungsreglers in einen IC zu gießen so wie es Intel mit Haswell macht. Die Dinger sind durchaus extrem kompakt, effizient und die Arbeitsfrequenz ist im Vergleich zu herkömmlichen Schaltungen aus diskreten Bauteilen deutlich höher.

Nur wirklich neu wäre das nicht und das entsprechende Feld ist mit Patenten verblockt ohne Ende.

Wobei beim genannten Faktor zur Erhöhung der Schaltfrequenz normalerweise SEHR wesentliche Probleme auftreten,

An die Regler im Haswell habe ich auch gedacht. Auch aktuelle ATX-Netzteile generieren nur noch 12V und lassen hintendran mit einem DC-DC-Wandler die Spannungen aufarbeiten. Ich weiß nicht, wie Kondensatoren in einem IC realisiert werden, aber vermute, dass diese auf jeden Fall nur eine sehr geringe Kapazität haben. Deshalb wird man diese nur kurz ansprechen können, was die 100MHz Schaltfrequenz bedingt.
Spannend ist, ob die auf einen Primär-Trafo komplett verzichten, also bis zu 250V direkt an den Chip anschießen können.

Ein Notebook sollte das Netzteil integriert haben, dieser extra Klumpen ist echt eine Belastung. Zur Kühlung kann dann das vorhandene Kühlkonzept genutzt werden.

 

[lhinny]

"Allerdings sollen bereits Verhandlungen mit einem großen Computerhersteller laufen, die auf eine standardmäßige Verwendung bei dessen – tragbaren – Computern abzielen. Eine Verfügbarkeit soll im Laufe des Jahres 2014 gegeben sein."
Nach den Verhandlungen kauft Apple bestimmt den Verein komplett und damit ist die Erfindung dann für die Allgemeinheit gestorben

 

[think->write!]

Ein Notebook sollte das Netzteil integriert haben, dieser extra Klumpen ist echt eine Belastung.

Eingebaut ja, aber nicht im MB integriert sondern modular an das MB gesteckt wie heute DVD laufwerke oder bei verschiedenen Duckern (Zb. X1150 ) schon üblich ins Gehäuse integriert, aber leicht austauschbar, so das nur noch ein Kabel vorhanden ist, das Richtung Steckdose.

 

[Crazy_Bon]

Wenn generell kleinere Netzteile möglich sind, dann heisse ich das willkommen! Wird Zeit, daß die letzte Bastion der schweren Ziegelsteine fällt!

 

[Piktogramm]

Und wo ist dort die galvanische Trennung? Es geht hier um Netzteile nicht um Schaltregler.

Um genau zu sein geht es um Schaltnetzteile in denen man lustigerweise Schaltregler verwendet .

http://de.wikipedia.org/wiki/Schaltnetzteil

Wobei man den Teil der Schaltregler schon seit geraumer Zeit sehr klein gestalten kann und das ganze mittlerweile eben auch in ICs gießen kann. Problematisch sind dabei "nur" die Spannungsfestigkeit der einzelnen, miniaturisierten Komponenten, deren Kühlung und die damit verbunden Kosten.


Ansonsten versteh ich die Leute nicht, die Notebooks um 100-500g schwerer haben wollen weil ein entsprechendes Netzteil integriert wird. Normalerweise zahlt man sich dumm und dämlich um Mobilgeräte leicht zu bekommen und hier wollen die Leute für den mobilen Einsatz unnötiges Zusatzgewicht integriert haben... Was ein unsinn

 

[foofoobar]

Um genau zu sein geht es um Schaltnetzteile in denen man lustigerweise Schaltregler verwendet .

http://de.wikipedia.org/wiki/Schaltnetzteil

Wobei man den Teil der Schaltregler schon seit geraumer Zeit sehr klein gestalten kann und das ganze mittlerweile eben auch in ICs gießen kann. Problematisch sind dabei "nur" die Spannungsfestigkeit der einzelnen, miniaturisierten Komponenten, deren Kühlung und die damit verbunden Kosten.

Der Trafo ist zwecks Potentialtrennung aber immer noch da. Und Netzteile ohne Potenzial Trennung sind für Anwendungen wie Laptops etc. aus gutem Grunf nicht zulässig.

 

[M.B.H.]

Es wird Zeit für richtig moderne Netzteile, Ladegeräte!

Es kann nicht sein, dass es 2 Stunden dauert, bis ein Handy aufgeladen ist, mal im Ernst!

Wo ist das Problem, so einen mickrigen kleinen Akku in 10 Sekunden aufzuladen? Die Steckdose liefert so viel Power, da wird doch wohl das Laden in dieser Zeit auch möglich sein, und das mit Links, schätze ich mal. Man schließt Bohrmaschinen an die Steckdose, die das ka. 1000 fache an Strom ziehen im Vergleich zu so einem mikrigen Akku.

Wo ist da das Problem? Größe der Ladegeräte? Oder was? Dass man dann nicht über MicroUSB Kabel laden kann ist mir bewusst, muss halt ein stabiler neuer Anschluss zum Laden her, mit 4 mm^2 Kabel oder so.

Ist

 

[Kausalat]

@ M.B.H.

Nicht die Netzteile bzw. Ladegeräte sind das Problem, sondern die Akkus selbst. Auf dem heutigen Stand der Technik können Akkus nicht beliebig schnell geladen werden, ohne dass sie dadurch (zu schnell) altern bzw. kurzerhand kaputtgehen.

 

[Piktogramm]

Der Trafo ist zwecks Potentialtrennung aber immer noch da. Und Netzteile ohne Potenzial Trennung sind für Anwendungen wie Laptops etc. aus gutem Grunf nicht zulässig.

Erst schreibst du unspezifisch etwas von Netzteilen, dann von Trafos. Machs den Leuten und mit net so schwer
Ansonsten, bei Schaltnetzteilen ist die galvanische Trennung möglich, auch in Form von ICs also sowast. Ich versteh dein Problem net

@M.B.H. : Wahrscheinlich weil das Problem an den Akkus liegt.

 

[confuso]

Naja, bei Schaltnetzteilen ist die galvanische Trennung nicht nur möglich, sondern zwangsweise durch Verwendung des Transformators vorhanden + zusätzlich einen Optokoppler im Regelkreis.

Du sagst, dass es kein Problem ist, dass in nen IC zu packen... kannst du erklären, wie man das macht? Das Intel bereits einen Transformator für niedrige Spannungen im IC gezeigt hat, ist ja eine Sache, aber wenn auf der einen Seite >230V anliegen, sieht das doch bestimmt nochmal ein bisschen anders aus.

 

[Piktogramm]

Da habe ich geschrieben, dass das bisher eines der Probleme Wahr. Meine Vermutung geht ja dahin, dass eine Lösung für die nötige Spannungsfestigkeit gefunden wurde (und hoffentlich auch bei der Kühlung...).

Wäre halt schön, wenn die Meldung entsprechend was hergeben würde. Aber selbst die Firmenseite schweigt sich aus. Einzig gibt die Seite "Team" Hinweise auf die Fähigkeiten. Da geben sie ja an, jemanden sitzen zu haben der aus der IC-Powerconvertersparte von Texas Instruments kommt. Da würde ich mal sagen, dass das seinen guten Grund haben wird