PPS (Programmable Power Supply), AVS (Adjustable Voltage Supply) 

Was ist PPS

PPS (Programmable Power Supply) - ein USB-PD-Modus, in dem das Gerät vom Ladegerät die benötigte Spannung und Strombegrenzung selbst in kleinen Schritten anfordert. Das PPS-Protokoll wurde eingeführt in USB PD 3.0.

PPS ermöglicht es dem Gerät, Spannung und Strombegrenzung dynamisch entsprechend den aktuellen Ladebedingungen des Akkus anzufordern. Dadurch lassen sich Verluste bei der Spannungswandlung verringern, die Wärmeentwicklung reduzieren und die Ladeeffizienz steigern.

Bei PPS stellt die Stromquelle einen programmierbaren Spannungsbereich anstelle ausschließlich fester PDO bereit. Die Spannung wird in Schritten von 20mV geregelt, die Strombegrenzung dagegen in Schritten von 50mA. Der Bereich kann je nach den Fähigkeiten der Stromquelle bis zu 3.3-21V reichen. Die Parameter können während des Ladevorgangs dynamisch geändert werden.

Der aktuelle Standard PD 3.2 PPS sieht folgende Lademodi vor:

• 3.3-5.9V/3A

• 3.3-11V/3A

• 3.3-16V/3A

• 3.3-21V/3A

• 3.3-21V/5A (ein 5A-Kabel ist erforderlich)

Einige Hersteller von Ladegeräten implementieren einen eingeschränkten PPS-Bereich bis 20V, der mit Geräten inkompatibel sein kann, die bei PPS eine maximale Spannung von 21V benötigen.

Bei einem breiten PPS-Bereich kann bei Ladegeräten mit geringer Leistung ein sogenannter power cliff auftreten: Der maximale APDO-Strom wird durch die Leistung der Stromquelle an der oberen Spannungsgrenze begrenzt, und diese Begrenzung gilt anschließend für den gesamten Bereich. Wenn ein Ladegerät beispielsweise PPS 3.3-21V/2.1A angibt, beträgt die maximale Leistung in diesem Bereich bei 9V etwa 18.9W.

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Das PPS-Protokoll ist unter Herstellern von Ladeadaptern und Powerbanks weit verbreitet, es gibt jedoch einzelne Ausnahmen. Diese hängen in der Regel mit der spezifischen Nutzung des Geräts zusammen, bei der PPS-Unterstützung nicht erforderlich ist. Das betrifft beispielsweise einige PD-Ladegeräte für Notebooks sowie Adapter von Apple und Zubehör, das für Apple-Geräte entwickelt wurde. So bietet Anker eine eigene Reihe von Ladegeräten für Apple ohne PPS-Unterstützung an, obwohl andere Modelle der Marke dieses Protokoll unterstützen.

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Was ist AVS

AVS (Adjustable Voltage Supply) - ein USB-PD-Modus, in dem das Gerät die Spannung in Schritten von 100mV innerhalb eines vorgegebenen Bereichs anfordert; eine programmierbare Strombegrenzung wie bei PPS gibt es dabei nicht. AVS wurde mit USB PD 3.1 für den EPR-Bereich eingeführt. In PD 3.2 wurde AVS auf den SPR-Bereich bis 100W mit einer unteren Spannungsgrenze von 9V erweitert.

Die Funktion Peak Current ist für AVS vorgesehen und ermöglicht es der Stromquelle, anzugeben, dass sie kurzzeitig einen höheren Strom liefern kann, beispielsweise bei kurzfristigen Lastspitzen von Computersystemen.

​AVS-Lademodi, die in der aktuellen Version des Standards PD 3.2 vorgesehen sind:

• SPR AVS 9-15V - bis 3A, für Stromquellen mit 27-45W

• SPR AVS 9-20V - bis 3A, für Stromquellen mit 45-60W

• SPR AVS 9-20V - bis 5A, für Stromquellen mit 60-100W; bei einem Strom über 3A ist ein 5A-Kabel mit e-marker-Chip erforderlich

• EPR AVS 15-28V - bis 5A, bis 140W - ein 5A-EPR-Kabel mit e-marker-Chip ist erforderlich

• EPR AVS 15-36V - bis 5A, bis 180W - ein 5A-EPR-Kabel mit e-marker-Chip ist erforderlich

• EPR AVS 15-48V - bis 5A, bis 240W - ein 5A-EPR-Kabel mit e-marker-Chip ist erforderlich​

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Bekannte USB-Ladeadapter mit Unterstützung für PD 3.2 SPR AVS