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Langsames oder schnelles Aufladen Ihres Telefons oder Ihrer Smartwatch? Welchen Einfluss haben wir auf die Ladegeschwindigkeit (und Lebensdauer?) des Li-Ionen-Akkus in einem Smartphone etc.?

Verfasser: Michał Seredziński
2023-10-10
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Langsames oder schnelles Aufladen Ihres Telefons oder Ihrer Smartwatch? Welchen Einfluss haben wir auf die Ladegeschwindigkeit (und Lebensdauer?) des Li-Ionen-Akkus in einem Smartphone etc.?

Eine große Anzahl von Ladestandards, Standard-Ladegeräte, langsame Ladegeräte, Schnellladegeräte, Quick Charge, Power Delivery, PPS... Sie können sich sicherlich in den aktuellen Ladetechnologien mobiler Geräte verlieren, aber es lohnt sich, die Grundprinzipien der Funktionsweise sowie die Auswirkungen des verwendeten Ladegeräts auf die Leistung unserer Geräte zu kennen. Wir werden das besprochene Thema in mehrere Szenarien unterteilen, zusammen mit typischen Fragen und Zweifeln unserer Kunden. Der Artikel befasst sich mit einer typischen Ladetechnik mit einem USB-A-Kabel – das Thema kabelloses, induktives Laden unterliegt zusätzlichen Gesetzen und Einschränkungen, die möglicherweise Gegenstand eines weiteren, zukünftigen Beitrags auf unserem Blog sein können.

1. Meine Smartwatch benötigt ein 5V 1A-Ladegerät, während Modelle mit höherer Leistung und Stromkapazität auf dem Markt beliebt sind. Ich habe Angst, dass ich mein Gerät mit einem 5V 3,4A Ladegerät verbrennen werde.

Typische 5-V-USB-Ladegeräte sind nichts anderes als Netzteile, die eine Stromquelle für das angeschlossene Gerät darstellen. Der wichtigste Aspekt, an den wir uns erinnern sollten, ist, dass es das Gerät ist, das angeschlossen wird, das seine Bedingungen an ein solches Ladegerät auferlegt – mit anderen Worten, es möchte eine bestimmte, vorher festgelegte Energiemenge aus dem Ladegerät ziehen. Das Gerät, das für ein USB-Ladegerät mit 5 V und 500 mA ausgelegt ist, wird auf genau die gleiche Weise und mit der gleichen Geschwindigkeit aufgeladen, auch wenn wir es an ein Ladegerät anschließen, das um ein Vielfaches schneller und leistungsfähiger ist. Auch aus Sicht der Benutzerfreundlichkeit spricht nichts dagegen, ein solches Gerät mit geringem Stromverbrauch an ein leistungsstärkeres Ladegerät anzuschließen – aber nur unter einer Bedingung – nur, wenn die Ausgangsspannung beider Ladegeräte identisch ist – bei typischen Ladegeräten mit einem einfachen USB-Ausgang beträgt die typische Spannung 5 V DC.

2. Das neue, universelle 5V/5A-Ladegerät lädt also jedes weniger anspruchsvolle Gerät sicher und optimal - auch solche, die maximal 5V/0,5A benötigen?

Ein qualitativ hochwertiges, theoretisch viel leistungsfähigeres USB-Ladegerät lädt solche Geräte auf genau die gleiche Weise und genauso schnell auf, solange seine Ausgangsspannung (5 V) die gleiche ist wie die des Originalladegeräts.

Es mag nur wenige Ausnahmen von dieser Regel geben, aber sie gelten nur für nicht zertifizierte und potenziell gefährliche Geräte, bei denen der Hersteller nicht für die ordnungsgemäße Kontrolle des Ladevorgangs gesorgt hat.

 

Die Verwendung eines schwächeren Ladegeräts hat nur einen potenziellen Vorteil. Ein leistungsstarkes Ladegerät, das unter sehr niedrigen Lastbedingungen – in der Größenordnung von 5 % oder 10 % seiner maximalen Kapazität – arbeitet, arbeitet mit einem recht geringen Wirkungsgrad – was bedeutet, dass etwas mehr Energie aus dem Stromnetz in den Stromkreisen eines solchen Ladegeräts verschwendet wird.

 3. Urheberrecht Mein Telefon verfügt über eine superschnelle Aufladung mit 80 W - es lädt den Akku in weniger als einer halben Stunde auf. Ich mache mir Sorgen um die Akkulaufzeit, zumal es nicht einfach ist, sie auszutauschen.

Tatsächlich sind fast alle heute erhältlichen Smartphones mit Lösungen ausgestattet, die das Aufladen des eingebauten Akkus beschleunigen. Trotz der Beteuerungen der Hersteller, dass dies keinen Einfluss auf die Akkulaufzeit hat, gibt es berechtigte Bedenken, dass sich diese Behandlung der Batterie negativ auf ihre Haltbarkeit auswirkt. Ich werde hier die grundlegenden Argumente anführen, die die obige These stützen. Höhere Ladeströme bedeuten höhere Temperaturen für die Komponenten und die Batterie selbst. Eine erhöhte Temperatur ist bekanntlich eines der Hauptkriterien, die sich direkt auf den schnelleren Verschleiß von Batterien, Akkus und Elektronik im Allgemeinen auswirken. Darüber hinaus müssen wir uns darüber im Klaren sein, dass die Fähigkeit, Energie schnell aufzunehmen und abzugeben, nur eine ausreichend hochwertige Zelle mit geringem Innenwiderstand hat. Die Erhöhung des Batteriewiderstands, die mit dem natürlichen Verschleiß verbunden ist, führt dazu, dass die Temperatur während des Ladevorgangs noch stärker ansteigt, was wiederum dazu führt, dass sie sich noch schneller abnutzt. Die Ladeleistung einer solchen Batterie wird sich irgendwann deutlich reduzieren (Sicherheitsmechanismen werden greifen) und trotz ähnlicher Ladezeit wird die Batterie bereits eine deutlich eingeschränkte nutzbare Kapazität haben – davon gibt es kein Zurück mehr und eine solche Zelle wird sich nur zum Austausch eignen.

Der typischste Mechanismus zur Beschleunigung des Ladevorgangs besteht darin, eine Spannung von mehr als 5 V – z. B. 9 V oder 12 V – zu verwenden, um solche Ladebedingungen zu erreichen, benötigen wir ein geeignetes, kompatibles Ladegerät, das die Ladebedingungen mit unserem Telefon aushandelt und die optimale (in der Regel so schnell wie möglich) Laderate einstellt. In einer typischen Situation haben wir keinen großen Einfluss auf die Ladegeschwindigkeit – wenn wir ein so schnelles Ladegerät "verlangsamen" wollen, besteht eine universelle Lösung darin, ein einfacheres, minderwertiges Kabel zu verwenden, das nur Ladefunktionen hat – ohne Daten auszutauschen – aber in der Ära der USB-Typ-C-betriebenen Geräte sind solche Kabel seltenFischgräte.

In einer solchen Situation besteht die einzige Möglichkeit darin, ein anderes, standardmäßiges Ladegerät zu verwenden, das eine begrenzte Ausgangsspannung auf Standard-5 V DC hat – z. B. everActive SC-100, SC-200, SC-300, SC-400 Modelle. Nach dem Anschließen eines solchen Standard-Ladegeräts sollte das angeschlossene Gerät keine höhere Ladeleistung als 10-12 W aushandeln, was für aktuelle Akkus, die in Smartphones verwendet werden, bereits ein relativ niedriger Wert ist.

4. Ich habe ein standardmäßiges, aber sehr leistungsstarkes everActive SC-400 5V 5A USB-Ladegerät gekauft, schließlich hat es immer noch einen hohen Strom und eine Leistung von bis zu 25 W – ist das nicht immer noch zu viel für meine Geräte?

Wie wir in Punkt 1 geschrieben haben, entscheidet nicht das Ladegerät, sondern das Gerät, wie viel Strom es aus dem Ladegerät zieht. Kein beliebtes Smartphone zieht mehr als 2-2,4 A aus dem Standard-5-V-Ausgang eines solchen Ladegeräts, selbst wenn das Ladegerät mehr Funktionen bietet. Darüber hinaus verlangsamt die Verwendung eines längeren Kabels oder eines mit schlechteren elektrischen Parametern den Ladevorgang weiter.

5. Ich möchte die Akkulaufzeit meines Telefons so weit wie möglich verlängern, daher plane ich, ein langsames USB-Ladegerät mit einer Leistung von 5W 5V/1A zu kaufen.

Anscheinend ist dies keine schlechte Idee – ein solches Ladegerät kann keinen wesentlich höheren Strom abgeben, selbst wenn das Gerät versucht, ihn zu erzwingen, sodass wir die Laderate des angeschlossenen Telefons tatsächlich begrenzen.

Dies hat jedoch andere mögliche Folgen – ein 5V/1A-Ladegerät arbeitet an einer kontinuierlichen Überlastgrenze, wenn es ein Gerät mit Strom versorgt, das versucht, 2 A Strom von ihm zu beziehen. Das Ergebnis ist eine erhöhte Betriebstemperatur eines solchen Ladegeräts und im Extremfall ein schnellerer Verschleiß oder sogar eine Beschädigung.

Wenn der aktuelle Wirkungsgrad des verwendeten Ladegeräts niedriger ist als die tatsächlichen Anforderungen unseres Geräts, kann dies auch zu anderen Anomalien führen – einschließlich Fehlfunktionen oder Trennungen des angeschlossenen Geräts.

6. Meine Smartwatch wird mit einem 5V/1A-Ladegerät geliefert, meiner Meinung nach ist es zu viel für einen so winzigen Akku – lohnt es sich, nach einem 5V/0,5A-Ladegerät zu suchen?

Wie wir in Punkt 1 beschrieben haben, ist eine solche Smartwatch für eine bestimmte Laderate ausgelegt und unabhängig davon, welches Ladegerät wir anschließen, wird die Ladeleistung nicht höher sein als die vom Hersteller angegebene. Unabhängig davon, ob es sich um eine niedrigere Smartwatch handelt – nicht unbedingt – eine typische Smartwatch oder ein Smartband zieht in der Regel nicht mehr als 0,2 bis 0,5 A von einem typischen Ladegerät, unabhängig davon, ob es sich um ein 0,5 A-, 1-A- oder 3-A-Ladegerät handelt.

Zusammenfassung

Wenn Sie wirklich Bedenken hinsichtlich der zu schnellen Laderate Ihres Telefons haben, ist es sinnvoll, ein Standard-USB-Ladegerät mit einer begrenzten Ausgangsspannung von 5 V zu kaufen – solche Modelle sind zum Beispiel everActive SC-100, SC-200, SC-300, SC-400. Ein Telefon, das mit einem solchen Standardladegerät betrieben wird, wird nicht mit einer Leistung von mehr als 5-12 W aufgeladen, unabhängig von der Schnellladetechnologie, die vom Hersteller unseres Smartphones implementiert wurde.

Bei Smartwatches oder Smartbands ist die Sache noch einfacher, denn diese Geräte haben im Vorfeld eine begrenzte Laderate und unterstützen selbst keine ausgeklügelten Schnellladetechnologien – hier können wir praktisch jedes USB-Ladegerät verwenden, und der Effekt wird ähnlich sein.

Denken Sie jedoch daran, dass das Ladegerät nicht schwächer als die Mindestanforderungen unseres Geräts sein sollte – wie wir in Punkt 4 beschrieben haben – die Verwendung eines Ladegeräts mit geringerer Stromkapazität kann zu einer erheblichen Erwärmung und einem Betrieb unter suboptimalen Bedingungen für es und das angeschlossene Gerät führen. Bei Geräten, die über den USB-5V-Anschluss mit Strom versorgt werden, steht laut Punkt 2 jedoch nichts im Wege, ein Ladegerät mit höherer Strombelastbarkeit zu verwenden – die einzige negative Folge kann ein etwas geringerer Wirkungsgrad des Ladegeräts sein.

 

Das Kopieren des Inhalts des Artikels oder eines Teils davon ohne Zustimmung eines Vertreters von Baltrade sp. z o.o. ist verboten.

Empfohlene, standardmäßige 5V DC USB-Ladegeräte, die in unserem Großhändler erhältlich sind:

everActive SC-100 1xUSB 1A wall chargereverActive SC-100 1xUSB 1A wall charger
everActive SC-100 1xUSB 1A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-1.0A 5.0W
  • total output power: 5W
  • sturdy, one-piece housing
2,00 € gross 2,00 € net
High stock
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everActive SC-100B 1xUSB 1A wall chargereverActive SC-100B 1xUSB 1A wall charger
everActive SC-100B 1xUSB 1A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-1.0A 5.0W
  • total output power: 5W
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2,00 € gross 2,00 € net
High stock
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everActive SC-200 1xUSB 2.4A wall chargereverActive SC-200 1xUSB 2.4A wall charger
everActive SC-200 1xUSB 2.4A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-2.4A 12.0W
  • total output power: 12W
  • solid, one-piece housing
2,72 € gross 2,72 € net
High stock
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pcs.
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everActive SC-200B 1xUSB 2.4A wall chargereverActive SC-200B 1xUSB 2.4A wall charger
everActive SC-200B 1xUSB 2.4A wall charger for phone / smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-2.4A 12.0W
  • total output power: 12W
  • solid, one-piece housing
2,72 € gross 2,72 € net
High stock
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everActive SC-300 3xUSB 3.4A wall chargereverActive SC-300 3xUSB 3.4A wall charger
everActive SC-300 3xUSB 3.4A wall charger for phone / smartphone
  • high efficiency - fast charging of 3 devices at once
  • USB output: DC 5.0V-3.4A 17.0W
  • total output power: 17W
  • three widely spaced sockets - allow for hassle-free connection of even thicker USB cables
5,00 € gross 5,00 € net
High stock
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pcs.
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everActive SC-400 4xUSB 5A wall chargereverActive SC-400 4xUSB 5A wall charger
everActive SC-400 4xUSB 5A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging of 4 devices at once
  • USB output: DC 5.0V-5.0A 25.0W
  • total output power: 25W
  • four widely spaced sockets - allow for hassle-free connection of even thicker USB cables
5,70 € gross 5,70 € net
High stock
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  • OK, to dlaczego w instrukcji producent zastrzega - "ładowarkę do 2 A
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    • To pytanie do producenta urządzenia. Od strony technicznej zdanie w takiej formie nie ma uzasadnienia.
      Wartość 2A to już dość wysokie natężenie bliskie maksymalnemu (2.4A) dopuszczalnemu z typowego, pojedynczego wyjścia USB 5V. Także trochę niezrozumiały jest taki zapis - takie ograniczenie jest w zasadzie nieskuteczne - praktycznie nie wyklucza zastosowania żadnej ładowarki.
      Przy mniejszych wartościach - np. zapisie w instrukcji wartości 0,5A, czy 1,0A można się zastanawiać, co producent miał na myśli - albo dba o wysoką efektywności procesu ładowania - o tym wspominamy w artykule, albo boi się, że jeżeli w trakcie ładowania zawiedzie układ ładowania w jego urządzeniu to takie podłączone źródło zasilania zostanie zwarte - wówczas prąd zwarciowy 2,4A dla elektroniki jest na pewno bardziej destrukcyjny niż 1A - jednak to już wtórne następstwa już po wystąpieniu awarii w podłączonym urządzeniu. Subiektywnie takie zapisy oceniam jako dodatkowe zabezpieczenie producenta urządzenia, które może przy okazji świadczyć o wątpliwej jakości układu ładowania w samym urządzeniu.
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