Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 5V USB 500mA Begrenzung


von Alain F. (fox82)


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Hallo Zusammen,

ich suche nun schon seit Wochen nach einer Möglichkeit, den 
USB-Ladestrom für iPhone und Samsung Geräte zu limitieren.

Da der Akku nicht mehr als ca. 2.5W plus Verlustleistung (5Vout@500mA) 
belastet werden kann, muss ich den Ladestrom auf 500mA begrenzen.

Für iPhone konnte ich Widerstände an D+ und D- hängen.
Siehe: http://www.epanorama.net/newepa/2010/08/18/apple-charger-secrets/

Die Samsung Geräte interessieren das aber nicht. Labornetzteil heult 
hoch und 2A werden gezogen.

Hat jemand eine Idee? Eventuell ein Stromregler 500mA mit 5V out?
Der LT3055EMSE-5#PBF wäre vielleicht was?

oder dieser hier?
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps2540.pdf

Gruss Alain

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Alain F. schrieb:

> Labornetzteil heult hoch und 2A werden gezogen.

Labornetzteile haben eigentlich typisch eine einstellbare
Strombegrenzung.

von Alain F. (fox82)


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>Labornetzteile haben eigentlich typisch eine einstellbare
>Strombegrenzung.

Hat es auch! Mit Hochheulen ist der Lastgesteuerte Ventilator gemeint! 
Alles in Ordnung.

von (prx) A. K. (prx)


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Normalerweise sollte das Handy nicht mehr Strom vom Ladegerät ziehen als 
es verträgt - und als das Ladegerät hergibt. Ist ja nicht weiter 
ungewöhnlich, dass ein Handy am Lader eines anderen Gerätes hängt, oder 
an einem KFZ-Lader.

von Alain F. (fox82)


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Ja das stimmt natürlich. Aber Problematik ist ja das das Gerät selber ja 
mit bis zu 2A laden kann. Mein USB-Power-5V darf aber nur 500mA 
rausgeben. Ich müsste daher ein Chip haben, der den Geräte mitteilt das 
diese nur 500mA rausnehmen dürfen.
Es ist ein Hobby-Selbstbau-Projekt.

von (prx) A. K. (prx)


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Ein kombinierter Spannungs/Stromregler wie der olle L200?

von Manfred (Gast)


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Alain F. schrieb:
> Ich müsste daher ein einen Chip haben, der den Geräte _Geräten_
> mitteilt das dass.
Gibt es in der Schule keinen Deutschunterricht mehr?
> diese nur 500mA rausnehmen dürfen.

Du hast keine Chance, das den Geräten zu übermitteln. Wenn die Geräte 
korrekt gebaut sind, sollten sie bei unbeschalteten Datenleitungen von 
sich aus auf 500mA begrenzen.

Teste aus, was passiert, wenn Du ein USB-Netzteil verwendest, was von 
sich aus nur 500mA liefert.

von Stefan F. (Gast)


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> Wenn die Geräte korrekt gebaut sind, sollten sie bei
> unbeschalteten Datenleitungen von sich aus auf 500mA begrenzen.

Du meinst 100mA. 500mA sind erst nach entsprechender Verhandlung über 
die USB Datenleitungen zulässig.

Nun sind die meisten Geräte mit USB Ladebuchse aber eben leider nicht 
korrekt gebaut. Die meisten nehmen sich einfach 500mA und wenn sie an 
irgendwelchen Widerständen erkennen, dass vermutlich ein 
original-Ladegerät dran hängt, dann gehen sie auch volle Power.

Aber das mache jede Marke anders. Deswegen kann es passieren, dass 
Smartphones einer Marke die Ladegeräte der anderen Marke killen.

Eine allgemeine Lösung gibt es dafür nicht. Aber vielleicht findest du 
eine Doku, wie man dem Apple Smartphone mitteilt, das es nur 500mA 
ziehen soll.

Meine Huawei und Samsung Geräte gehen jedenfalls standardmäßig auf 
500mA, wenn man nur die beiden Pins zur Stromversorgung anschließt. Aber 
ich meine mich zu erinnern, dass Apple in diesem gar nicht lädt.

von Alain F. (fox82)


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>Meine Huawei und Samsung Geräte gehen jedenfalls standardmäßig auf
>500mA, wenn man nur die beiden Pins zur Stromversorgung anschließt. Aber
>ich meine mich zu erinnern, dass Apple in diesem gar nicht lädt.

Ja so ist es! Dann lädt das iPhone gar nicht. Darum braucht es die 
Widerstände. Aber dann ziehen die Samsung volle Power.

Ich probiere jetzt mal den TPS2540.
Der kann nämlich beide Standards händeln und hat USB SDP 2.0 mit 500mA.

Gruss Alain

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Stefan U. schrieb:
>> Wenn die Geräte korrekt gebaut sind, sollten sie bei
>> unbeschalteten Datenleitungen von sich aus auf 500mA begrenzen.
>
> Du meinst 100mA. 500mA sind erst nach entsprechender Verhandlung über
> die USB Datenleitungen zulässig.

Ich meine schon 500mA, diese 100mA plus Verhandlung habe ich in der 
Praxis noch nie gesehen. Es gibt halt Spezifikationen, auf die sich die 
Hersteller mit dem A***h draufsetzen.

Falls Du mal ein USB-Gerät zur Zertifizierung bei Phoenix-Labs 
vorstellen musst: Die gehen davon aus, dass der Strom vom USB-Port 
garnicht begrenzt ist, was auch meiner gemessenen Realität entspricht.

von Alain F. (fox82)


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In Eagle sollte ich noch diese Vias setzten auf dem EP.
Das gibt aber ein Error im Layout-DRC. Ausserdem weiss ich nicht, wie 
sich das Lötverfahren verhält, dann haut doch der ganze Lötzinn durch 
die Pads ab.

Was wäre hier sinvoll?

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Stefan U. schrieb:
> Du meinst 100mA. 500mA sind erst nach entsprechender Verhandlung über
> die USB Datenleitungen zulässig.

Das ist nur der Fall, wenn das Gegenstück ein USB-Host ist. Ein 
USB-Netzteil aber ist kein USB-Host, und da gilt die "USB Battery 
Charger Specification".

von Sven P. (sven30)


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USB Strombegrenzer einfach dazwischen schalten kannst du die Spannung(V) 
auf bis zu 4,2V begrenzen und natürlich auch die Stromstärke hab ich auf 
450mA begrenz funktioniert super. Spannung stelle ich auf typische USB 
Spezifikation von 5,0 Volt ein.

Grüße

von Jörg R. (solar77)


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Sven P. schrieb:
> USB Strombegrenzer einfach dazwischen schalten kannst du die
> Spannung(V)
> auf bis zu 4,2V begrenzen und natürlich auch die Stromstärke hab ich auf
> 450mA begrenz funktioniert super. Spannung stelle ich auf typische USB
> Spezifikation von 5,0 Volt ein.

👍👍👍

Nach 6 Jahren ist der Akku wohl voll.

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Jörg R. schrieb:
> Nach 6 Jahren ist der Akku wohl voll.

Oder platt.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Sven P. schrieb:
> USB Strombegrenzer einfach dazwischen schalten.

Wenn das so einfach ist, dann  zeig doch mal den Schaltplan!

von Zino (zinn)


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Ich habe mir mit einem NCP380LSN05AAT1G zur Akkuschonung einen Begrenzer 
auf 500 mA gebaut, funktioniert prima. Und ist ganz einfach.

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Zino schrieb:
> funktioniert prima. Und ist ganz einfach.

Mir kommt das alles etwas suspekt vor. Hat die Schaltung keine 
Dropspannung und wenn Nein, wo ist die Drossel zum Upsteppen?

von Zino (zinn)


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70 mΩ * 500 mA = 35 mV

von Sven P. (sven30)


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Dieses liefert auch akkurat 0,5A hab noch 1 weiteres davon da

von Sven P. (sven30)


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Jörg R. schrieb:
> Sven P. schrieb:
>> USB Strombegrenzer einfach dazwischen schalten kannst du die
>> Spannung(V)
>> auf bis zu 4,2V begrenzen und natürlich auch die Stromstärke hab ich auf
>> 450mA begrenz funktioniert super. Spannung stelle ich auf typische USB
>> Spezifikation von 5,0 Volt ein.
>
> 👍👍👍
>
> Nach 6 Jahren ist der Akku wohl voll.

Richtig und noch bei 91% Akkukapazität.

von Harald A. (embedded)


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Sven P. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Sven P. schrieb:
>>> USB Strombegrenzer einfach dazwischen schalten kannst du die
>>> Spannung(V)
>>> auf bis zu 4,2V begrenzen und natürlich auch die Stromstärke hab ich auf
>>> 450mA begrenz funktioniert super. Spannung stelle ich auf typische USB
>>> Spezifikation von 5,0 Volt ein.
>>
>> 👍👍👍
>>
>> Nach 6 Jahren ist der Akku wohl voll.
>
> Richtig und noch bei 91% Akkukapazität.

Ca. 90% nach 5 Jahren sind zumindest bei Apple auch drin - und zwar 
völlig ohne Tüdelkram. Ladegerät anstecken und das Gerät machen lassen, 
fertig. Bei Android wird es auch kaum anders aussehen.

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Sven P. schrieb:
> Richtig und noch bei 91% Akkukapazität.

Nach 6 Jahren noch 91% Akkukapazität? Damit kann man, ohne sich 
krampfhaft schämen zu müssen, ohne weiteres sehen lassen. 👍

von Sven P. (sven30)


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Mit dem 5Watt~1A Netzteil?
Das hat bei mir leider nicht geklappt, obwohl ich das 5 Watt Netzteil 
genutzt hatte. Nun mit begrenzen der Stromstärke hat das iPhone noch 91% 
nach 6 Jahren bei dem neuen wird gleich mit höchstens bis 500mA geladen.

von Harald A. (embedded)


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Sven P. schrieb:
> Mit dem 5Watt~1A Netzteil?

Meinst Du mich? Nein, mit 18W PD Netzteil.

von Stefan F. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Nach 6 Jahren noch 91% Akkukapazität?

Es kommt sicher darauf an, wie lange man den Akku auflädt und wie oft 
man ihn ganz voll bzw. ganz leer werden lässt.

Meine Tochter lädt ihr iPhone jeden Tag 2-3 mal auf, ich lade mein 
Smartphone nur einmal alle 4-5 Tage. Das macht schon einen erheblichen 
Unterschied am Verschließ aus.

von Jörg R. (solar77)


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Stefan F. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Nach 6 Jahren noch 91% Akkukapazität?
>
> Es kommt sicher darauf an, wie lange man den Akku auflädt und wie oft
> man ihn ganz voll bzw. ganz leer werden lässt.
>
> Meine Tochter lädt ihr iPhone jeden Tag 2-3 mal auf, ich lade mein
> Smartphone nur einmal alle 4-5 Tage. Das macht schon einen erheblichen
> Unterschied am Verschließ aus.

Wie alt sind die 2 iPhones und wie es da mit der Restkapazität aus?

Ich habe ein ca. 14 Monate altes iPhone 13. Das wird ca. alle 2 Tage 
geladen und hat noch 97% Restkapazität.

91% nach 6 Jahren ist schon noch viel, bzw. gut.

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Jörg R. schrieb:
> und hat noch 97% Restkapazität.

Gibt es bei Samsung eine Funktion unter der man die Restkapazität des 
Akkus abrufen kann?

von Sven P. (sven30)


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Hallo Stefan, dass ist doch super 97% Restkapazität bei deinem iPhone 13
Welches Netzteil nutzt Du?
Meine Empfehlung wäre bei 5.00~450mA ein und begrenze somit die 
Stromstärke und die Temperatur im Akku erhöht sich kaum.
Wenn der Akku mit normalen Netzteil zu warm wird ist das nicht gut für 
den Akku, somit sinkt ebenfalls die Akkukapazität.
Beim Laden mit weniger Spannung z.B. mit 4.20V bleibt der Akku um ca. 
5Grad nochmals kühler.

von Sven P. (sven30)


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Mit einer zusätzlichen Android App schon.

von Stefan F. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Wie alt sind die 2 iPhones und wie es da mit der Restkapazität aus?

Nur eins davon ist ein iPhone und ich weiß weder wie gut die Akkus noch 
sind, noch wie alt sie sind. Darum ging es auch nicht. Es ging darum, 
dass das Nutzungszenario einen großen Einfluss darauf hat, wie viele 
Jahr der Akku durch hält.

Sven P. schrieb:
> Hallo Stefan, dass ist doch super 97% Restkapazität bei deinem iPhone

Du meinst Jörg.

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