Chiphersteller Maxim rettet jedes Volt
Simuliertes Laden zweier gleich aussehender Handys
Bild: teltarif.de
Eine lange Batterielaufzeit ist eine der zentralen Anforderungen
an mobile Endgeräte: Nutzer sind unzufrieden, wenn das Smartphone
schlapp macht, bevor der Tag vorbei ist. Genau hier setzt der
Chiphersteller Maxim an und hilft den Geräteherstellern, Verbrauchslecks
zu finden und zu optimieren.
Besonderes Augenmerk liegt dabei auf den unterschiedlichen Spannungen, die die einzelnen Komponenten benötigen bzw. liefern: Das Ladegerät liegt nach EU-Norm bei 5 Volt, der Akku je nach Ladezustand zwischen 3,5 und 4,2 Volt, die Display-Hintergrundbeleuchtung je nach Hellligkeit zwischen 3,0 und 3,3 Volt, die Prozessoren in der Gegend von 1 Volt, der Leistungsverstärker für die Sendeantenne in der Mitte.
Simuliertes Laden zweier gleich aussehender Handys
Bild: teltarif.de
Oft genug werden nun so genannte Linearregler eingesetzt, die
die Spannungsdifferenz einfach verheizen. Mit diesen billigen Chips kommt
man zwar einfach von den 5 Volt Netzteilspannung auf die
aktuelle Akkuspannung, das Handy wird dabei aber warm und der Strom
aus dem Netzteil nicht optimal genutzt. Teurere, aber effizientere
Schaltregler wirken hingegen ähnlich einem Transformator: Wird die
Spannung verringert, steigt der Strom; nur ein kleiner Teil der
eingesetzten Energie geht verloren.
Deutlich zeigt das Bild der Wärmekamera in den nebenstehenden Fotos, dass das Innenleben des rechten Handys beim Laden viel kühler bleibt. Der heiße rote Fleck beim linken Handy ist der Laderegler-Chip herkömmlicher Bauart. Dessen unnötige Hitzeproduktion verlängert die Ladezeit (oder erhöht den Stromverbrauch des Ladegeräts) und verkürzt auch die Lebensdauer des Akkus, falls sich dieser mit aufheizt: Gerade beim Laden ist es wichtig, dass Li-Ion-Akkus kühl bleiben.
Verheizte Energie beim Akku-Laden
Bild: teltarif.de
Ganz analog arbeitet ein Schaltregler, der zwischen Akku und den
LEDs der Hintergrundbeleuchtung sitzt. Obwohl auch hier der typische
Spannungsunterschied unter einem Volt liegt, hat Maxim für
ein typisches Tablet eine Laufzeitverlängerung von knapp 20 Prozent
berechnet, entsprechend einer guten Stunde Extra-Laufzeit:
70 Prozent des Gesamt-Stromverbrauchs geht bei dieser
Geräteklasse in die Hintergrundbeleuchtung, und entsprechend drastisch
wirkt sich das nicht verheizte, sondern durch gesparten Batteriestrom
gerettete halbe Volt aus.
Ein spezieller Schaltregler kann schließlich auch den Leistungsverstärker der Sendeeinheit mit der jeweils optimalen Spannung versorgen. Dadurch steigt bei niedrigen und mittleren Sendeleistungen die Effizienz deutlich. Bis zu zwei Stunden zusätzliche Gesprächszeit sollen drin sein.