Schnellladung – ein Leitfaden zur Technologie 

Schnellladestandards sind derzeit eines der wichtigsten Elemente des Wettbewerbs zwischen Smartphone-Herstellern. Der Kampf dauert schon lange an, und einige wenige Spieler sind in Führung, aber es gibt keine Anzeichen dafür, dass wir einen endgültigen Sieger haben werden. Dash Charge, SuperCharge, Quick Charge, Pump Express… leicht zu verlieren. Es ist an der Zeit, dieses Chaos in Ordnung zu bringen.

Die Auswirkungen der Revolution bei den mobilen Geräten auf die Entwicklung der Technologie lassen sich sehr deutlich an der Geschichte des USB-Standards ablesen. Ursprünglich bestand seine Hauptaufgabe in der Datenübertragung, und die ersten Verbesserungen betrafen hauptsächlich diesen Aspekt. Es dauerte nicht lange, um Fortschritte zu erzielen, aufeinanderfolgende Generationen von USBs haben die Übertragungsgeschwindigkeit erheblich verbessert, und seit vielen Jahren ist sie völlig zufriedenstellend. Hinzu kommt, dass die meisten von uns die Vorteile des superschnellen USB 3.0 nicht wirklich genießen, ganz zu schweigen von der kosmisch schnellen 3.2-Version (sogar 2500 MB/s). Immer fortschrittlichere Methoden der drahtlosen Kommunikation haben dazu geführt, dass das USB-Kabel für uns nur noch eine Aufgabe hat – das Telefon aufzuladen, und es ist gut, das schnell zu tun. So schnell wie möglich.

Schnellladung hat Priorität

Die Smartphone-Revolution hat unser Verhältnis zum Mobiltelefon völlig verändert (selbst dieser Name klingt schon altmodisch). Vor langer Zeit hörte es auf, nur für die Kommunikation genutzt zu werden, übernahm die Rolle einer Kamera, einer Autonavigation, einer Zahlungskarte oder einfach eines Computers! Es kann unendlich oft ausgetauscht werden. Der Bedarf, rund um die Uhr online zu sein, hat definitiv zugenommen, was natürlich eine Reihe von Problemen mit sich brachte. Die größte ist natürlich die Social-Media-Sucht, gefolgt von der Akkulaufzeit und natürlich der Ladegeschwindigkeit.

Die Bedeutung des Problems ist groß, die Anwender wissen es, die Gerätehersteller und Ingenieure, die an der Entwicklung immer schnellerer und effizienterer Stromversorgungstechnologien beteiligt sind. Das Ergebnis ist ein sehr dynamischer Wettbewerb. Die Geschwindigkeit des Ladevorgangs und die Akkulaufzeit sind jetzt sehr wichtige Argumente im laufenden Kampf zwischen führenden Smartphone-Herstellern. Ich bin sicher, jeder hat von Quick Charge gehört, aber es ist nur eines der vielen Systeme, die verwendet werden.

Bevor wir jedoch zu den Standards für Schnellgebühren übergehen, müssen wir zwei Themen klären, die in diesem Zusammenhang häufig auftreten und nicht unbedingt etwas damit zu tun haben.

USB 1.0/2.0/3.0

…und tatsächlich 0,8, 1,1, 3,2 und einige dazwischen. Solche Kennzeichnungen wurden auf dem Weg zur Entwicklung des USB-Standards an nachfolgende Versionen vergeben. Diese Generationen haben nichts mit der Geschwindigkeit der Aufladung zu tun, sondern mit dem Transfer. Jede nachfolgende Version erhöhte natürlich die Möglichkeiten des Standards erheblich. In den 22 Jahren der USB-Geschichte hat sich die Übertragung von 12Mbit/s auf 20Gbit/s verbessert.

USB-C (sowie USB-A und USB-B und einige andere)

Diese Buchstaben bezeichnen die Arten von USB-Steckern, oder einfach ausgedrückt, die Formen der Stecker. Mit der Entwicklung des USB-Standards erhielten wir zwei Typen – USB-A und USB-B.

Ersterer ist ein weit verbreiteter USB-Standard und sicherlich jedem bekannt. Der USB-B-Typ wurde viel seltener verwendet, hauptsächlich in Bürogeräten. Unten beide Versionen, USB-A und USB-B, jeweils.

Mit den sukzessiven Versionen des Standards erhöhte sich auch die Anzahl der Anschlüsse, und es wurden reduzierte Stecker, wie z.B. Mini-USB oder Mikro-USB, geschaffen. Letztere ist heute bei weitem die häufigste in mobilen Geräten. Links Mini-USB, rechts Mikro-USB.

USB-C ist die neueste Version und ermöglicht den bei weitem höchsten Durchsatz und das Laden von Laptops mit bis zu 100 W. Die neuesten Ladetechnologien, wie z.B. Power Delivery, sind eng mit dieser Art von Steckverbindern verbunden.

Das Rennen um die Schnellladetechnik

Okay, wir können zum Hauptgericht gehen. Im folgenden Glossar erfahren Sie, woher die verschiedenen Schnellladetechnologien stammen und worum es bei ihnen geht.

• Laden der USB-Batterie
• Qualcomm Schnell-Ladung
• Leistungsabgabe
• Apple Schnell-Ladung
• Samsung Adaptive Schnell-Ladung
• Motorola TurboPower
• Pumpe Express
• Aufladen
• Strichentgelt
• Gegner Super VOOC
• Meizu Super mCharge

1. USB battery charging

Wie wir zu Beginn des Artikels erwähnt haben, bestand die Aufgabe des USB-Standards, als er geschaffen wurde, hauptsächlich in der Datenübertragung und nicht zu sehr in der Aufladung von Geräten. Die ursprünglichen Parameter waren 0,5A mit einer Voreinstellung von 5V (2,5W). Der technologische Fortschritt in den folgenden Jahren ging unweigerlich in Richtung mobiler Geräte, so dass Schnellladungen immer wichtiger wurden. Die Verbesserung der USB-Batterieladung wurde 2007 eingeführt und erhöhte die Laderate auf 1,5A (7,5W). Ports, die üblicherweise in Computern platziert werden, die z.B. für den Anschluss einer Tastatur oder einer Maus vorgesehen sind, verfügen in der Regel nicht einmal über diese theoretisch veraltete Technologie und haben nur Grundparameter von 0,5A/5V.

2. Qualcomm Quick Charge

Die beliebteste Ladetechnologie, die derzeit vom Prozessorhersteller Qualcomm entwickelt wird. Dieses System wurde für Telefone entwickelt, die über einen Prozessor der Qualcomma Snapdragon-Serie verfügen, aber mit anderen Geräten kompatibel sind. Quick Charge 1.0 wurde 2013 eingeführt und seine Parameter waren 5V/2A oder 10W. Version 2.0 erlaubte bereits das Laden bei 9V und 12V mit einer maximalen Leistung von 18W. Die nächste Stufe der Technologie führte die Möglichkeit ein, in 20mV-Intervallen von 3,6V auf 20V aufzuladen. Dies ermöglichte eine wesentlich genauere Einstellung der optimalen Ladeparameter. Aktuelle Version – erlaubt bereits das Laden mit 27W (3A/9V).

Übrigens, QC ist es wert, noch einen weiteren Begriff zu erwähnen, INOV, was Intelligente Verhandlung für optimale Spannung bedeutet. Diese Technologie wurde bei der Arbeit an der Version Quick Charge 3.0 entwickelt. Der INOV-Algorithmus ist so ausgelegt, dass mobile Geräte die geeigneten Ladeparameter des Ladegeräts für maximale Effizienz und eine längere Batterielebensdauer auswählen können.
In unserem Shop finden Sie Multiport-Ladegeräte mit Quick Charge 3.0-Technologie, die sich unter 🙂 präsentieren.

3. Power Delivery

Der Power Delivery-Standard wurde 2012 eingeführt und soll es ermöglichen, über USB auch Geräte aufzuladen, die viel mehr Leistung – sogar 100W – benötigen. Das ultimative Ziel ist natürlich die vollständige Standardisierung der Ladetechnologie, damit wir eine einzige Stromversorgung für alle mobilen Geräte verwenden können. Alles deutet darauf hin, dass dieses Ziel bis zu einem gewissen Grad bald erreicht sein wird, wie man an der wachsenden Zahl von Laptops und Smartphones beobachten kann, die mit diesem System aufgeladen werden.

Power Delivery 1.0 konnte mit drei Spannungen geladen werden – 5V, 12V und 20V. Je nach Profil könnten wir mit 10W, 18W, 36W, 60W und 100W laden. In der ersten Phase deckte der Standard keinen breiten Bereich von Intensitäten ab, sondern nur bestimmte Werte.

Das Funktionsprinzip der PD besteht darin, dass Geräte, die an das Laden mit höherer Leistung angepasst sind, mit dem Adapter kommunizieren und Strom mit den von ihnen benötigten Parametern ziehen. Die erste Version von Power Delivery wurde nicht kommerziell genutzt.

Version 2.0 erlaubte bereits das Laden bei vier Spannungen – 5V, 9V, 15V und 20V, wobei der Strom bereits viel flexibler von 0,5W bis 100W ist. Diese Version ist eng mit USB-C verwandt. Die nächste Version mit der Kennzeichnung 3.0 brachte keine so wesentlichen Änderungen mit sich, so dass wir keine weitere Zeit mehr darauf verwenden werden.

4. Apple Fast Charge

Der Begriff taucht in den Medien auf, aber in Wirklichkeit verfügt Apple über keine spezielle Technologie, um seine Geräte aufzuladen. Die neuesten Macbooks und iPhones verwenden einfach Power Delivery. Ältere Modelle laden nicht schnell auf, und nur das iPhone 8 war in dieser Hinsicht ein Durchbruch. Leider müssen wir uns im Falle der Telefone mit Apple ein eigenes USB-C PD-Ladegerät besorgen, da wir nur ein stark veraltetes Modell mit nur 5W im Set finden werden. Ja, sogar mit dem neuesten Modell Xs. Die richtige Ausrüstung finden Sie natürlich hier, dieser 18-Watt-Trick löst das Problem 😀 (da gibt es nichts zu überlegen, 5W ist wirklich ein sehr schlechtes Ergebnis).

5. Samsung Adaptive Fast Charge

Die ausschließlich in Samsung-Smartphones verwendete Technologie funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie Quick Charge, und Telefone dieses Herstellers können mit Quick Charge-Ladegeräten aufgeladen werden. Dies gilt auch für viele Modelle, die nicht über einen Snapdragon-Prozessor verfügen. Dies bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass ADP-Ladegeräte Telefone anderer Hersteller, die mit Quick Charge funktionieren, schnell aufladen.

6. Motorola TurboPower

Technologie, die in Smartphones von Motorola verwendet wird (was für eine Überraschung). Genauso wie die Dash Charge auf zunehmender Intensität basiert. Der Hersteller behauptet, dass es möglich ist, sogar 5,7 A zu erhalten, was bei 5 V eine Leistung von 28,5 W ergibt. Sehr schnell für ein Smartphone. Ein wesentliches Problem ist leider der erhebliche Temperaturanstieg während des Ladevorgangs, sogar um über 15 Grad Celsius. Wie wir wissen, ist hohe Hitze nicht gut für die Gesundheit der Batterien, so dass sie besonders an warmen Sommertagen besorgniserregend sein kann.

7. Pump Express

Die von MediaTek entwickelte Technologie sollte mit Quick Charge Qualcomma konkurrieren, aber es gab nie eine echte Konkurrenz für diese Standards. Pump Express sollte für Telefone mit MediaTek-Prozessor, also z.B. Sony, HTC oder Meizu, entwickelt werden. Die ersten Versionen von Pump Express basierten wie QC auf der Änderung der Ladespannung, aber ab Version 3.0 stand das direkte Laden der Batterie im Vordergrund. Der Hersteller sicherte einen großen Durchbruch zu, aber diese Version blieb völlig unbemerkt.

Gegenwärtig wirbt MediaTek bereits für Pump Express 4.0, und die Funktionsweise ähnelt der von TurboPower und DashCharge.

8. SuperCharge

Der Begriff Super Charge liegt in der Verantwortung von Huawei und ist eine Technologie, die ausschließlich in Smartphones von Huawei und Honor verwendet wird. SuperCharge kann bei 9V oder 5V mit einer maximalen Leistung von 22,5W (4,5V/5A) geladen werden. Der Regler wählt die ideale Ladespannung in Abhängigkeit von der Batterie.

9. Dash Charge/Oppo VOOC

Das Dash Charge-System wurde von dem chinesischen Smartphone-Hersteller Oppo entwickelt. Obwohl die Marke in Europa nicht existiert, kennen wir OnePlus, eine Tochtergesellschaft von Oppo Electronics, bereits. Sam Dash Charge wiederum wird in China als Oppo VOOC beworben und daher dieser Schrägstrich im Titel. VOOC steht für Voltage Open Loop Multi-Step Constant-Current Charging.
Fragen Sie mich nicht, wo die VOOC steht.

Ja, ich weiß, es ist sehr verwirrend, also lassen Sie uns zum Punkt kommen. Was ist das für ein System?

Der Hauptunterschied zwischen ihr und Quick Charge ist eine andere Art und Weise, eine hohe Ladeleistung zu erhalten. Während Quick Charge die Ladespannung erhöht, bleibt Dash Charge bei 5V und erhöht den Strom deutlich, sogar auf 5A. Die maximale Leistung des Systems erlaubt eine Ladeleistung von bis zu 22,5W.
Dank dieser Lösung vermeiden wir Wärmeverluste bei der Spannungsumwandlung. Die Eigenschaften dieser Technologie ermöglichen ein wesentlich schnelleres Aufladen bei intensiver Nutzung des Smartphones – z.B. beim Spielen, wenn sich das Telefon normalerweise erwärmt. Beim Laden von Quick Charge müssen wir mit einem deutlichen Geschwindigkeitsabfall rechnen, wenn wir gleichzeitig Filme über das Internet anschauen wollen.

10. Oppo Super VOOC

Wir haben bereits Oppo oder OnePlus anlässlich der Dash Charge erwähnt, aber der Produzent hat noch ein Ass im Ärmel. Dieses Ass wird Oppo Super VOOC genannt.

Produzent hat noch ein Ass im Ärmel. Dieses Ass wird Oppo Super VOOC genannt.
Leider ist die Technologie noch nicht im Einsatz, aber sie sieht zweifellos sehr interessant aus. Nach Angaben der Entwickler kann der Super VOOC-Standard eine Smartphone-Batterie durchschnittlicher Größe (ca. 3500 mAh) in nur 35 Minuten aufladen. Die angegebenen Parameter betragen bis zu 50W (10V/5A). Das erste Telefon mit diesem Wunder ist das Oppo Find X in der Lamborghini-Ausgabe, und sein Preis beträgt 1700 Euro, es handelt sich also keineswegs um eine Großproduktion. Zugegeben, die Schöpfer des Telefons versicherten, dass sie bei der Implementierung dieser Technologie nicht auf allzu viele technische Probleme gestoßen sind, aber ich glaube ihnen nicht wirklich. Alles deutet darauf hin, dass wir auf solch gute Ergebnisse bei „normalen“ Telefonen noch etwas warten müssen. Also halten wir unsere Hand am Puls der Zeit und warten ab, was passiert.

11. Meizu Super mCharge

Zum Schluss noch eine Lösung für die Zukunft. Der chinesische Hersteller rühmt sich damit, dass er in der Lage ist, einen 3000mAh-Akku in 20 Minuten aufzuladen. Leider müssen wir uns darauf verlassen, denn diese Technologie ist noch bei keinem der verfügbaren Telefone eingeführt worden. Die ersten Informationen über Super mCharge kamen 2017 heraus, aber wir haben immer noch keine Umsetzung gesehen. Wahrscheinlich müssen wir auf die nächste Tranche von Meizus Flaggschiff warten. Super mCharge soll eine maximale Leistung von 55W (11V/5A) haben, was wie ein Oppo-Nasenschalter aussieht.

Zusammenfassung der Parameter der einzelnen Technologien

Im Folgenden habe ich die maximalen Fähigkeiten der oben aufgeführten Technologien aufgelistet. Bitte beachten Sie, dass nicht das Ladegerät entscheidet, wie stark Ihr Smartphone aufgeladen wird, sondern der Batterie-Controller selbst. Wenn Ihr Telefon einen bestimmten Standard für Schnellladung nicht unterstützt, können Sie nicht auf das volle Potenzial des Adapters zählen. Es kommt vor, dass einige Telefone trotz Snapdragon-Prozessor nicht mit den neuesten Versionen von Quick Charge funktionieren. Faktoren wie Zelltemperatur und Kabelqualität sind ebenfalls sehr wichtig. Es ist erwähnenswert, dass der Vorteil von Power Delivery natürlich auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die Technologie zum Aufladen von Laptops angepasst ist. Deshalb können wir davon ausgehen, dass dieser Standard am häufigsten in neuen Geräten verwendet werden wird.

Wie wird sich eine Schnellladung entwickeln?

Die letzten beiden Punkte der Liste lassen uns in einer sehr optimistischen Stimmung zurück. Das Aufladen Ihres Telefons mit einem Akku durchschnittlicher Größe von 0 bis 100% in bis zu einer halben Stunde wird wahrscheinlich bald möglich sein. Hoffen wir, dass nicht nur in Telefonen aus diesem obersten Regal 🙂.

Mit diesem positiven Akzent verlasse ich Sie.

Wir werden demnächst die nächsten Rätsel im Zusammenhang mit der Schnellladung erläutern. Wir werden die nächsten Themen im Zusammenhang mit dem Aufladen mobiler Geräte in den Workshop mitnehmen und glauben, dass es noch eine ganze Reihe davon gibt. Wie schnell kann ein drahtloses Aufladen sein? Wie wirkt sich der Zustand der Batterie auf die Laderate der Batterie aus? Sie werden es bald herausfinden 🙂

Bleiben Sie dran.

Krzysztof Wołongiewicz