Lithium welches USB Netzteil? Was beachten bei Spannung, Stromstärke? Quickcharge? Powerdelivery?

[xtra1331]

Hi,

ich habe ein paar Fragen zu USB Netzteilen bzw. Ladegeräten:

Mittlerweile kann man ja bei den Spezifikationen von Netzteilen (Output Werte für Spannungen und Stromstärken) den Überblick verlieren, auch weil es alle möglichen Ladestandards bzw. Ladeprotokolle gibt: Quickcharge, Power Delivery, etc...

Meine Frage ist: Kann man da jedes Netzteil für jedes Gerät nehmen oder muss man da etwas beachten?

Ich habe es so verstanden, dass diese Netzteile nur eine Stromquelle (oder Spannungsquellen? Unterschied?) sind und die Ladegeräte, die dann bestimmen, wann mit welcher Stromstärke und Spannung geladen wird, in den Geräten sind.

Kann ich z.B. ein Quick Charge USB Ladegerät nehmen, um meine Logitech K830 Tastatur zu laden? (auf der Tastatur steht hinten "Rating 5V [zwei horizontale Striche übereinander, der untere besteht aus drei Einzelstrichen (was ist das für ein Zeichen?)] 500mA") Auf dem Quickcharge steht bei Output allerdings 5V [diese fragliche Zeichen] 3A. Heißt, dass das es maximal 3A liefert und die Tastatur trotzdem mit 500mA geladen wird? Logitech meinte nur, man soll es an einem USB Port am PC laden, ein Wandladegerät ginge zwar auch, aber der Akku hätte dann eventuell eine kürzer Lebenszeit oder sowas in der Art... Aber ich weiß nicht, inwieweit der Support da wirklich Ahnung hatte bzw. wie das zu erklären sein kann...

Wie sieht es mit meiner Fenix TK20R Taschenlampe mit USB Ladeanschluss an? In der Anleitung steht, glaube ich, nur, dass man ein USB Netzteil nutzen kann ohne es zu spezifizieren.. Ist hier jedes Netzteil nutzbar?

Und wie mit sowas ganz simplem wie dem hier: http://www.ultratac.com/products/k18-usb-charger/
Ein auf meine Ultratec K18 aufschraubbares USB Teil, um direkt in der Taschenlampe laden zu können. Da steht nur Output 5V, Charge current 300mA. Kann ich da jedes Netzteil nehmen?

Irgendwo habe ich mal gelesen, dass Netzteil und Geräte bei Quickcharge und PowerDelivery etc. Ladeprotokolle aushandeln und wenn nichts ausgehandelt werden kann mit Standardwerten geladen wird. Nur was ist Standard? Kann es blöd laufen und Gerät bzw. Akku werden am Ende doch geschädigt?

Danke an die Experten hier im Forum für eine Aufklärung

Beste Grüße Alex

 

[KakophonieInMoll]

QC, PD und auch andere nicht in irgendwelchen Standards existierenden Schnell-Lade Protokolle kommunizieren erst bevor die Ladeparameter angepasst werden. Das Ladegerät, und das zu ladende Gerät handeln alles aus, und dann läd es schnell.
Wenn ein Endgerät irgendein Schnellade Protokoll nicht unterstützt, Arbeit es klassisch mit 5V.

 

[steidlmick]

ich habe ein paar Fragen zu USB Netzteilen bzw. Ladegeräten:

Erstes Missverständnis:
Es handelt sich NICHT um Ladegeräte! Solche Netzteile mit USB-Anschluss sind reine Netzteile, da steckt keine Ladeelektronik drin. Die Ladeelektronik steckt im Endgerät (Taschenlampe, Smartphone, Tablet etc.).

Meine Frage ist: Kann man da jedes Netzteil für jedes Gerät nehmen oder muss man da etwas beachten?

Es kommt darauf an, jedes Endgerät hat unterschiedliche Anforderungen, daher ist nicht jedes NT für jedes Gerät geeignet.
Dazu aber später noch mehr.
Aber üblicherweise führen untaugliche NTs lediglich dazu, dass das Endgerät damit dann nicht läuft.

Ich habe es so verstanden, dass diese Netzteile nur eine Stromquelle (oder Spannungsquellen? Unterschied?) sind

Ja, genau.
Das NT ist eine Spannungs- und Stromquelle. Die Spannung wird durch die Spezifikation bestimmt, der Strom durch das aufnehmende Gerät. Im NT ist für den Strom lediglich ein Maximalwert definiert, es geht auch weniger, je nach Gerät.

und die Ladegeräte, die dann bestimmen, wann mit welcher Stromstärke und Spannung geladen wird, in den Geräten sind.

Ja, so ist es.

Kann ich z.B. ein Quick Charge USB Ladegerät Netzteil nehmen, um meine Logitech K830 Tastatur zu laden?

Ja.

(auf der Tastatur steht hinten "Rating 5V [zwei horizontale Striche übereinander, der untere besteht aus drei Einzelstrichen (was ist das für ein Zeichen?)] 500mA")

Das Zeichen steht für Gleichspannung/-strom und angegeben ist die Nennspannung (5 V) und die Mindestleistung, die das NT abgeben können sollte (500 mA). Es spricht nichts dagegen, wenn das NT auch mehr Strom abgeben kann, z.B. 2 A oder 5 A.

Auf dem Quickcharge steht bei Output allerdings 5V [diese fragliche Zeichen] 3A. Heißt, dass das es maximal 3A liefert und die Tastatur trotzdem mit 500mA geladen wird?

Ja.

Logitech meinte nur, man soll es an einem USB Port am PC laden, ein Wandladegerät ginge zwar auch, aber der Akku hätte dann eventuell eine kürzer Lebenszeit oder sowas in der Art...

Dummes Gefasel, die Support-Heinis lesen nur irgendwelches Zeugs ab, das denen vorgesetzt wird, die verstehen das gar nicht.

Wie sieht es mit meiner Fenix TK20R Taschenlampe mit USB Ladeanschluss an? In der Anleitung steht, glaube ich, nur, dass man ein USB Netzteil nutzen kann ohne es zu spezifizieren.. Ist hier jedes Netzteil nutzbar?

Ja, der USB-Standardwert für die Spannung ist 5.0 V und das kann jedes USB-NT immer.
Es wundert mich, dass die keinen Strombedarf angeben, aber vermutlich ist der so niedrig, dass sowieso jedes USB-NT das schaffen würde.

Und wie mit sowas ganz simplem wie dem hier: http://www.ultratac.com/products/k18-usb-charger/
Ein auf meine Ultratec K18 aufschraubbares USB Teil, um direkt in der Taschenlampe laden zu können. Da steht nur Output 5V, Charge current 300mA. Kann ich da jedes Netzteil nehmen?

Ja.

Irgendwo habe ich mal gelesen, dass Netzteil und Geräte bei Quickcharge und PowerDelivery etc. Ladeprotokolle aushandeln und wenn nichts ausgehandelt werden kann mit Standardwerten geladen wird. Nur was ist Standard?

Wie schon erwähnt ist die Standard-Bussspannung bei USB immer 5.0 V

Kann es blöd laufen und Gerät bzw. Akku werden am Ende doch geschädigt?

Nein.

Die möglichen Fälle, in denen ein USB-NT ungeeignet ist, sind die, bei denen das Endgerät mehr möchte, als das NT liefern kann. Wenn das NT nur 2.0 A abgeben möchte, das Endgerät aber 4 - 5 A haben möchte, dann schaltet das NT in der Regel wegen Überlastung ab.

Bei USB-PD- und QC-Endgeräten kommt es auch auf die "Intelligenz" im Endgerät an. Manche laufen mit reduzierter Leistung, wenn das USB-NT nicht genügend Leistung liefert, andere gar nicht, weil sie nicht die nötige Leistung abrufen können.

Es wird aber nicht so sein, dass ein USB-NT viel mehr Spannung anliegen hat, als das Endgerät vertragen kann (von Defekten abgesehen), die handeln Werte oberhalb des Standardwertes miteinander aus und beide müssen übereinstimmend zu einem Ergebnis kommen, sonst gibt es nur 5.0 V.

 

[xtra1331]

Wow, vielen Dank für die schnellen Antworten; selten erlebt, dass ohne Rückfragen direkt alles klar wird. Die Bestätigungen und Erklärungen beruhigen mich.

Das "bzw." war missverständlich, ich wollte damit ausdrücken, dass sich die Fragen auf die Netzteile UND die Ladegeräte in den Endgeräten beziehen, da ich - dank des Forums - schon wusste, dass die Netzteile keine Ladegeräte sind
Und ja genau, wollte eigentlich "Quick Charge USB >Netzteil<" schreiben.

 

[Madtoffel]

Kleine Ergänzung noch, nicht alle Power Delivery Netzteile geben 5V ab wenn kein Gerät erkannt wird. Nach spec ist dafür ein bestimmter Wiederstand vorgesehen, woran sich viele Hersteller von nicht Computer Geräten (wie z.B, Taschenlampen) aber oft nicht halten. Das hat zur Folge, das (USB C only) PD Netzteile die es ganz genau nehmen (wie z.B. das von meinem Laptop...), diese nicht laden. Kaputt geht dabei zwar nichts, man sollte es aber ausprobieren bevor man sich darauf verlässt.

 

[xtra1331]

Okay, eine Rückfrage habe ich doch noch:

Gibt es also keine via USB aufladbare Geräte, die keine Ladeelektronik besitzen bzw. deren Elektronik so einfach konzipiert ist, dass sie darauf angewiesen sind, dass das USB Netzteil, den für in diesen Geräten eingebauten Akku maximalen Strom nicht überschreiten kann?
Sozusagen z.B. ein Netzteil, dass maximal 1A Ladestrom liefern kann, für diese Gerät geht, aber eines, das z.B. maximal 3A liefert, dann dafür sorgt, dass ggf. mit 3A statt 1A geladen wird, obwohl 1A der richtige Wert wäre? Oder ist bei solchen via USB aufladbaren Geräten definitiv immer eine Elektronik verbaut, die das Laden passend reguliert?

Weil, wenn die Standardspezifikation zwar 5 Volt ist, so weichen ja die maximal lieferbaren Stromstärken der Netzteile dennoch ab. Oder liefert so ein Netzteil bei einem Gerät, welches sich "dumm" verhält (falls es sowas gibt) dann auch einen geringen Standardstrom, der in jedem Fall passt?

 

[pho]

Das angeschlossende Gerät bestimmt die Stromstärke, die USB Netzteile geben nur an bis wie viel die liefern können.

Einfach gesagt das Netzteil kann 2A, das Gerät kann aber nur 1A aufnehmen, so nimmt das Gerät nur 1A. Auch wenn das Netzteil noch Reserven hat.
Wenn jetzt ein Gerät angeschlossen wird was 3A kann, so wird es nur mit 2A geladen, weil das Netzteil einfach nicht mehr liefern kann.

 

[steidlmick]

Gibt es also keine via USB aufladbare Geräte, die keine Ladeelektronik besitzen bzw. deren Elektronik so einfach konzipiert ist, dass sie darauf angewiesen sind, dass das USB Netzteil, den für in diesen Geräten eingebauten Akku maximalen Strom nicht überschreiten kann?

Mir ist kein kommerziell erhältliches Gerät bekannt, bei dem das so wäre.

Sozusagen z.B. ein Netzteil, dass maximal 1A Ladestrom liefern kann, für diese Gerät geht, aber eines, das z.B. maximal 3A liefert, dann dafür sorgt, dass ggf. mit 3A statt 1A geladen wird, obwohl 1A der richtige Wert wäre?

Das Laden von Akkus ist ja nicht das gleiche wie "stumpf Strom reinpumpen".
Je nach Akkutyp muss dazu ein definiertes Strom-Spannungs-Profil eingehalten werden, z.B. im CC-CV-Verfahren für Lithium-Akkus. Dieses Profil regelt die Ladekontrollschaltung.

Oder ist bei solchen via USB aufladbaren Geräten definitiv immer eine Elektronik verbaut, die das Laden passend reguliert?

Ja, aber heute ist so etwas sehr einfach, da gibt es einfache Ein-Chip-Lösungen, also ein einzelner, kleiner IC, der das alles regelt.
Das ist heute keine enorm komplexe Schaltung aus allerlei Bauteilen mehr.

Weil, wenn die Standardspezifikation zwar 5 Volt ist, so weichen ja die maximal lieferbaren Stromstärken der Netzteile dennoch ab.

Spannung und Strom sind zwei völlig verschiedene Dinge!
Die Spannung ist so etwas wie der Wasserdruck auf einer Leitung, der Strom ist in diesem Ersatzbild so etwas wie die Menge des pro Zeiteinheit fließenden Wassers (Durchflussmenge).

Ist kein Druck auf der Leitung (= keine Spannung), kann auch kein Wasser fließen, ist viel Druck auf der Leitung (= hohe Spannung), aber kein Hahn/Ventil geöffnet, dann kann auch nichts fließen (= kein Strom).

Wenn man viel Druck auf einer Wasserleitung hat (= hohe Spannung) und die Leitungen zwar sehr groß sind (= viel Strom möglich), aber der "Verbraucher" (z.B. Wasserhahn) nur ein ganz wenig geöffnet ist, dann fließt ja dennoch nur wenig Wasser hindurch (= wenig Strom).

Oder liefert so ein Netzteil bei einem Gerät, welches sich "dumm" verhält (falls es sowas gibt) dann auch einen geringen Standardstrom, der in jedem Fall passt?

Es gibt nicht so etwas wie "Standardstrom".
Wieviel Strom fließen kann, bestimmt alleine der Verbraucher, nicht die Quelle!

Wieder das Ersatzschaubild:
Wenn zwar theoretisch pro Minute 10 Liter Wasser durch die Leitung rauschen könnten, aber der "Verbraucher" Wasserhahn nur langsam tröpfelt, dann kommen da in der Praxis eben nur 20 Tropfen pro Minute oder so raus, egal wie viel möglich wäre.

Wenn das NT bei 5.0 V Standardspannung bis zu 3.0 A Strom abgeben könnte, aber der Verbraucher sich mit nur 2 mA zufrieden gibt und einfach nicht mehr will, dann fließt eben auch nicht mehr, egal was das NT liefern könnte.