Handy Ladespannung 20V - wie technisch möglich?
Grüß euch!
Auf meinem Ladestecker sind verschiedene Ladeleistungen angegeben, dabei sind hier Angaben von 5-20V drauf.
Kurze Google-Suche ergab das bei Schnellladung eben mit bis zu 20V geladen wird - wie ist das technisch bitte möglich wenn Lithium-Ionen-Akkus eine Ladeschlussspannung von 4,2V haben!?
Eig. wäre die Standardladespannung von 5V ja schon zuviel...
Sitzt da im Handy nochmal ein Spannungswandler sodass die 20V nur zur Senkung der Stromstärke und damit des Spannungsabfalls im Kabel dienen?
3 Antworten
Sitzt da im Handy nochmal ein Spannungswandler sodass die 20V nur zur Senkung der Stromstärke und damit des Spannungsabfalls im Kabel dienen?
Genau so ist es. Und es sitzt ebenfalls im Handy noch ein Bauteil, das die Spannung anfordert bzw. aushandelt, die vom Netzteil geliefert werden soll. Ohne diese Anforderung darf ein USB Netzteil nur 5V liefern.
Allerdings dient die höhere Spannung nicht dazu die Stromstärke im Kabel zu verringern. Im Gegenteil, damit wird die übertragbare Leistung bei gleicher Stromstärke erhöht. Wenn man hinterher die 20V wieder auf 5V herabsetzt, kann man den Strom auf der 5V Seite auch dementsprechend erhöhen (abzüglich der Verluste durch das Wandeln).
Noch dazu lassen die Modi mit höherer Spannung zusätzlich auch noch höhere Ströme (bis zu 5A) im Kabel zu. Nur so ist es möglich (im Extremfall) um die 100W bereitzustellen.
Im Handy bzw. direkt am Akku sitzen noch weitere Bauteile, um den Ladestrom auf einen akkuverträglichen Wert zu begrenzen, die Ladeschlussspannung einzuhalten und auch Tiefentladungen zu verhindern.
In moderner Technik ist also wesentlich mehr notwendig, als einfach eine Spannungsquelle und einen Akku zu verbinden, um den Akku zu laden.
Ja, das Netzteil liefert bei Bedarf mehr als 5V.
Ja, sowohl in deinem Smartphone und auch im Ladegeräte sind effiziente elektronische Spannungswandler verbaut.
USB Power Delivery (kurz USB-PD)
Über die Datenleitungen des USB-Kabel "unterhalten" sich die verbundenen Geräte und handeln die angeforderte/benötige Ladespannung und Leistung aus.
Hier ist diese Technik grob erklärt:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1809251.htm
Viel Erfolg!
Sitzt da im Handy nochmal ein Spannungswandler sodass die 20V nur zur Senkung der Stromstärke und damit des Spannungsabfalls im Kabel dienen?
So ungefähr würde ich mir das denken ehrlich gesagt.
Ich denke es geht vorallem aber um das kabel selbst.
Nen 4 Ah akku in 30 minuten zu laden beduetet ein ladestrom von 8A bei eben 4,2V. Das sind dann warscheinlich auch gut 8A bei 5Volt. (Verluste in der umwandlung etc. sorgen dafür.)
8A durch nen kabel zu quetschen ist ne Menge holz. Die üblichen ladeströme bei nem USB kabel sind ja im bereich von 1-2A.
um 8 A durch zu bringen bräuchtest du Dickere kabel. Weil die dünnen dir abfackeln werden.
Wenn du nun aber von 5V auf 20V transferierst. Dann Fliessen nur noch 2A anstatt der 8A. (20 / 5 = 4 -> 8/4 = 2) Was bedeutet das du das kabel was auf 2A ausgelegt war. Auch weiter benutzen kannst. Weil weiterhin nur 2 A durch fliessen werden. Nur jetzt eben mit 20V spannung dann.
Und genau dieses vermeiden der dickeren kabel wird warscheinlich der grund sein warum man schnellladen mit Höherer spannung mach als mit den Standard 5Volt.
Eventuell gibts auch noch vergleichbare gründe im netzteil selbst dafür. 20V mit 2A oder 5 Volt mit 2A zu liefern ist technisch eventuell auch beim netzteil weniger komplex als 5V mit 2A oder 5V mit 8A zu liefern. Bei Letzterem haste wieder das Problem das du bei 8A stromfluss die leiter anpassen musst das die dir nicht abfackeln.
Bei Letzterem haste wieder das Problem das du bei 8A stromfluss die leiter anpassen musst das die dir nicht abfackeln.
Nicht nur die Adern des Ladekabel müssen die 8A dann aushalten können, sondern auch die Steckverbinder. Und da ist bei USB-C mit max 5A Schluss... Sonst überhitzen die Steckverbindungen und es kommt zu Geräteschäden.
Ergänzende Info: Deshalb ist PD 3.0 (SPR) mit 20V und 5A max definiert (entspricht 100W), PD 3.1 (EPR, also Nachfolge) geht sogar bis 48V und 5A, was satte 240W macht, mit denen man laden kann. Diese wurde hauptsächlich für Notebooks eingeführt.