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Den Quick Charge Standard für Powerbank und Lade-Adapter verstehen

Neuerdings verzichten viele Hersteller darauf, das neue Smartphone mit einem Lade-Adapter auszuliefern. Es heißt in der Begründung oft: Die Kunden haben inzwischen zahlreiche geeignete Adapter zu Hause oder holen sich bei Bedarf gezielt einen Adapter, der für den Zweck geeignet ist.

Aber was meinen die Hersteller genau? „Für den Zweck geeignet“?

In diesem Beitrag möchte ich mit wenig „Fach-Chinesisch“, dem technisch nicht affinen Leser die unterschiedlichen Standards bei Lade-Adaptern und sogar Powerbank Produkten näher bringen.

Ich hoffe dass Du dir künftig nur noch „das richtige Ladegerät für Dein Smartphone“ kaufst.

Anmerkung: Dieser Beitrag enthält Affiliate Links zu Amazon und steht nicht in Verbindung mit einer Beauftragung durch Dritte! Wenn Du ein empfohlenes Produkt über einen solchen Link erwirbst, bekomme ich eine kleine „Provision“ dafür – DU aber, zahlst den ganz normalen Preis des Verkäufers. Vielen Dank für Deine Unterstützung.

Warum gibt es Standards zum Laden?

Da kann ja jeder kommen und irgendetwas am Smartphone anschließen – und dann ist es kaputt… DESWEGEN gibt es „Standards“. Also Richtlinien an die sich die Hersteller halten, damit auf dem Markt Geräte untereinander kompatibel sind und einheitliche Verfahren vorliegen – wie in diesem Fall: ein Akku geladen werden kann.

In diesem Beispiel ziehe ich mein gegenwärtiges Smartphone - ein Samsung S20 - als Referenzmodell heran.

Das S20 hat einen Akku mit einer Kapazität von ca. 4.000 mAh. Es wird ohne Netzteil (Lade-Adapter) geliefert und hat einen USB C Anschluss.

Und das ist dann auch schon der „Standard“ – USB.

Du kennst sicherlich USB 1.0, 2.0 und 3.0. Hier sind drei Dinge, die man definieren muss. Zum einen die Geschwindigkeit mit der Daten übertragen werden, die Spannung UND dazu auch der Stromfluss den das Kabel nun übertragen soll. (Elektriker verzeiht bitte diese vereinfachte Darstellung)

Der USB Standard definiert zunächst mal, dass 5 Volt anliegen dürfen und 2 Ampere maximal über die Kontakte der USB Stecker fließen darf – ohne die Gefahr einer Überhitzung zu riskieren. In Summe also maximal 10 Watt.

Bis USB 3.0 ist das auch „normal“ – doch dann wurde mit dem USB-C Anschluss, der Stecker verändert und damit eine andere Kontaktfläche auf kleinstem Raum ermöglicht. Der breite „A-Anschluss“ auf der anderen Seite des Kabels ist von der Kontaktfläche schon immer besser als der sonst kleine „Micro USB“ Anschluss. Mit dem „C“ Typ können nun größere Ströme und höhere Spannungen eingesetzt werden.

USB Spezifikationen

  • USB 3.0 / 3.1
    5 Volt / 0,9 Ampere = 4,5 Watt
  • USB BC 1.2
    5 Volt / 1,5 Ampere = 7,5 Watt
    (Das Kabel hat keine Datenleitung!)
  • USB Typ C
    5 Volt / 3 Ampere = 15 Watt
  • USB Typ C (mit PD)
    5 Volt / 5 Ampere = 25 Watt oder
    12 Volt / 5 Ampere = 60 Watt oder
    20 Volt / 5 Ampere = 100 Watt maximale Leistung

Mit der Erweiterung von USB im Typ C konnte man auch die Spannung und den Strom erhöhen. Power Delivery (=PD) nennt man diese Lade-Adapter. 

Ich habe einige Zeit gebraucht um zu verstehen, dass auch die Auswahl der Kabel wichtig ist. Ein schnelles Laden des Akkus wird oft mit „Schnellladekabel“ (USB BC 1.2) angepriesen. Dabei handelt es sich in der Regel um ein Kabel, bei dem die Adern der Datenleitung auf die Kontakte der Stromversorgung mit aufgelegt wurden. Stell Dir einfach vor da ist ein Rohr mit 4 Wasserschläuchen – und zwei davon schaltest Du parallel. Ergo – pro Richtung kommt auf der anderen Seite mehr an.

Damit über USB C die 5 Volt zum Laden hochgesetzt werden können, muss das Gerät mit dem Ladepunkt kommunizieren. Und dafür braucht das auch die Datenleitung.

Auch hier gibt es „Profile“, auf die sich die Geräte einigen. Das Smartphone sagt dem Ladegerät was für ein Profil es maximal kann und das Ladegerät prüft, welches Profil es dazu passend maximal liefern kann. Beide vereinbaren dann ein passendes Profil für die höchste und beste Ladeleistung.

In den Profilen wird entschieden ob mit 5V, 12V oder sogar 20V (z.B. Monitore oder Laptops) versorgt und von 1.5A, 2.0A, 3.0A oder sogar 5A geladen werden kann.

Unterschied der Ladeleistung

Ich glaube jetzt kommt der „anspruchsvollste“ Teil dieses Beitrages – und er wird auch aus Sicht eines Elektriker haarsträubend erklärt werden 😉

Die Smartphones haben in der Regel einen Akku, der „nur“ 3.6 Volt hat. Manchmal werden zwei zusammen geschaltet und kommen auf 7.2 Volt.

Die Lade-Adapter haben aber 5V oder eben 12V / 20V. Die Spannung muss also am anderen Ende des Kabels angepasst werden. Das macht dann das Lademanagement des jeweiligen Gerätes. Der Spannungswandler passt also die Spannung entsprechend an.

Der Strom fließt jedoch mit gleichem Ampere „Druck“.  Durch die Umwandlung der Spannung verliert der „Druck“ an Effizienz, was gleich in der Formel zur Berechnung berücksichtigt wird.

Günstige Netzteile weisen oft eine Effizienz von ca. 70% auf – teure Marken-Adapter gerne gute 90%.

Es ist jetzt sehr abstrakt erklärt – aber „Sinngemäß“ gut zu verstehen oder?

Unterschied der Ladezeiten

Noch mal zum S20. Wenn das Smartphone nun über den Stromlieferanten – also sei es ein Stecker-Netzteil als Lade-Adapter oder eine Powerbank – sowohl Volt als auch Ampere verhandeln kann, dann ergibt sich daraus das je nach Möglichkeit beider Geräte eine unterschiedliche Dauer für die Ladung des Akkus darauf folgt.

Ladespezifikationen des Samsung S20

  • 25 Watt Kabelgebunden
    Das Ladegerät und das Kabel können insgesamt 25 Watt Leistung zum Laden bereitstellen.
  • 15 Watt Induktiv
    Eine induktive Plattform auf der man das Smartphone legt, kann max. 15 Watt Leistung bereitstellen.
  • 4,5 Watt Reverse Induktiv
    Einige Smartphones können selber induktiv an ein anderes Smartphone – durch aufeinanderlegen bereitstellen

Via Kabel (USB Typ C PD) kann also maximal 25 Watt zum Laden genutzt werden. Also im besten Fall liefert das Netzteil 5 Volt mit 5 Ampere um auf 25 Watt Leistung zu kommen.

Viele Netzteile haben aber keine 5 Ampere, sondern nur 3 Ampere. Also 15 Watt. Ich hatte auch schon Ladegeräte im Einsatz, die nur 1.5 oder bis zu 2.5 Ampere geliefert haben.

Vorweg genommen: Du kannst jedes der USB Netzteile einsetzen. Bring einfach nur Geduld beim Laden auf. Ich zeige Dir hier nun die Zeitunterschiede in einer „vereinfachten“ Rechnung der Ladezeiten.

Ladedauer = Akku-Kapazität / (Ladestrom x Wirkungsgrad des Ladegeräts)

Günstiges Netzteil mit ca. 70% Wirkungsgrad

5 Volt / 1.5 Ampere
3h 49min
5 Volt / 2.0 Ampere
2h 52min
5 Volt / 3.0 Ampere
1h 54min
5 Volt / 5.0 Ampere
1h 08min

Hochwertiges Netzteil mit ca. 90% Wirkungsgrad

5 Volt / 1.5 Ampere
2h 58min
5 Volt / 2.0 Ampere
2h 13min
5 Volt / 3.0 Ampere
1h 08min
5 Volt / 5.0 Ampere
0h 53min

Passende Lade-Adapter

Wie Du nun gelesen hast ist die Effizienz, die ein Ladegerät bietet ein Teil des Erfolges und damit der kurzen Ladezeit.

Smartphones wie mein S20 zeigen Dir im Display an ob die „Laden“ (<15W), „Schnell laden“ (15W) oder sogar „Super schnell laden“ (25W).

Unter den Netzteil Herstellern hat ein Zulieferant für die Ladetechnik – die Firma Qualcomm – den „Quick Charge“ Standard definiert. Die Ladegeräte sind dabei sogar so intelligent, dass sie die Spannung an das Endgerät so anpassen können, dass der Verlust durch die Spannungswandlung bis zu nahezu „weg“ ist. Damit kommen die hohen Effizienzen zusammen. Wer ein Akku mit 7.2V hat – kann dann auch mit 7.2V beliefert werden.

Quick Charge [QC] heißt also das Zauberwort. Und auch dort gab es in den letzten Jahren schon Weiterentwicklungen. Es gibt „ältere“ Adapter mit QC 2.0 Stand und schon die neuesten mit QC 5.0.

Damit ich nicht noch eine Tabelle liefere (Details bei Wikipedia) merke… je höher desto mehr kann es liefern. ABER: Du brauchst kein QC5.0 Netzteil mit 100 Watt, wenn Du nur ein S20 mit maximal 25 Watt laden möchtest 😉

Da kommen dann die verschiedenen Netzteile zum Tragen. Einige bieten mehrfach Steckplätze. Andere einen „besonderen“ QC Anschluss für ein Notebook mit USB C Stromversorgung.

Produktbeispiel

AC Adapter mit QC3.0

Diesen Adapter (davon gibt es noch zig ähnliche) habe ich mehrfach für uns im Einsatz. Er unterstützt den QC 3.0 Standard.

Jetzt kommt das, worauf es in der Artikelbeschreibung ankommt. Nur der ORANGE Port ist QC 3.0! Alle anderen liefern 5V bei max. 3.1 Ampere. Ist das jetzt schlecht? Nein! Denn mit 5×3.1 kommen wir auf über 15 Watt und somit kann ich mein S20 an einem solchen Port mit gut 60min. „schnell laden“.

Jetzt sind wir aber 4 Personen mit aktuellen Samsung Smartphones 😉 Also im Idealfall 15W + 15W + 15W + 15W. Nur leider kann das Netzteil in Summe maximal 33W liefern. Also egal WAS ich wo anschließe – zusammen nur 33W 😉 Also – für einen Preis von gerade mal 14 Euro – haben wir jetzt jeder so ein Netzteil und laden nebenbei noch die Smartwatch oder die Akkus der Fotokamera auf.

Du bekommst also für jeden „Zweck“ das richtige Netzteil. Achte auf die Stärke die Du „pro Port“ abzapfen kannst und die SUMME im Ganzen. Das sollte mit Deinen Geräten passen.

Nur was ist, wenn keine Steckdose zum Laden in der Nähe ist !?

Passende Powerbank

Ich filme sehr oft mit meinem S20 Events. Stehe mit meinem DJI Gimbal vor der Bühne und ja – irgendwann wäre dann der Akku auch erschöpft. Nun brauche ich eine Powerbank.

Auch hier muss ich in dieser Situation etwas beachten. Ich möchte ja gerade weiter filmen und der Akku sollte nach Möglichkeit nicht weiter gegen 0% laufen. Ich muss also mehr Strom laden als ich gerade aktiv verwende.

Da hilft eine gute Powerbank. Wie bei den Netzteilen gibt es auch hier Powerbänke, die so viel Strom liefern, dass ich weiter filmen und noch plus im Akku Ladestand bekomme.

Beim Discounter gibt es oft Akkus. Aber VORSICHT! Nicht alle können schnelles Laden unterstützen. Der Ausgang sollte auch hier mindestens 15 Watt oder mehr liefern können. Also dem QC 3.0 Standard mindestens anbieten. Ich habe erst einmal bei LIDL eine entsprechende Powerbank bekommen. Die Tronic TPB 10.000 mAh für 20 Euro. Diese bietet max. 18 Watt an einem USB Port. Leider ist das Angebot nicht immer verfügbar. Daher suche ich wieder einen Amazon Artikel heraus, den ich mir persönlich auch kaufen würde.

Produktbeispiel

Powerbank von Okzu - Amazon Link

Für ca. 18 Euro bekommst Du eine 10.000 mAh Powerbank mit einer guten Output Stromversorgung:

  • 4.5V/5A = 22,5 Watt
  • 9V/2.2A = 19,8 Watt
  • 5V/3A = 15 Watt
  • 5V/2A = 10 Watt
  • Max. 22.5W Gesamtleistung

Wenn Du 2 Geräte gleichzeitig anschließt, bekommen diese also je 5V mit 2A 😉 oder nur 1 Gerät – und dass kann bis 22,5 Watt bekommen.

Denke beim Kauf des vorher genannten Netzteils daran, dass auch die Powerbank geladen werden muss. Hier wäre ein Lade-Adapter notwendig, der bis zu 18 Watt liefern kann (aber nicht muss – dauert dann nur länger).

Letzte Worte

Muss es immer „Super schnell laden“ mit 25 Watt sein? Nein! Definitiv nicht. Es liegt auf der Hand, dass die Akkus, die diesen Ladestress unterliegen, nicht auf Ewig den Spaß mitmachen. Ob es nun der Akku des Smartphones ist oder die Powerbank. Ein ständiges High-Speed-Laden tut den Geräten nicht gut. Aber es gibt eben Momente in denen Du keine 2 Stunden warten  kannst, bis der Akku wieder voll ist. Du musst also abwägen mit welcher Geschwindigkeit Du Deinen Akku laden möchtest. Abend schließe ich z.B. nur ein 2A Netzteil am Bett an. Schließlich das das Smartphone 6 Stunden Zeit um sich zu füllen. Wenn ich aber weiß, dass es gleich losgeht und ich habe vergessen zu laden oder den Akku schon zu sehr gebraucht – dann muss es der Schnelllader sein, der an meinem Arbeitsplatz bereitsteht.

Ich hoffe Dir hat der Beitrag gefallen und auch etwas Licht in diesen Lade-Dschungel gebracht. Teile ihn gerne im Netz weiter.

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