Je ernster man lädt, desto gefährlicher wird es?

Oft erzählen dir Leute mit ernster Miene, du solltest das Smartphone niemals so aufladen, sonst explodiert es sofort.

“ Das Aufladen im Zug schadet dem Smartphone!”

“ Der Ladeadapter muss nach dem Aufladen unbedingt abgezogen werden!”

“ Das Smartphone explodiert, wenn man es während des Ladens benutzt!”

Und diese Nachrichten tauchen immer wieder in der “Familien-Gruppe” auf.

Ich weiß immer nicht, wo ich anfangen soll, wenn ich diese Gerüchte widerlegen will. Ein “Expertenhinweis” heute, ein “echtes Beispiel” morgen.

Sobald ich ein Gerücht widerlegt habe, ist schon das nächste da. Es scheint, als wäre das Aufladen des Smartphones eine hochriskante Tätigkeit.

Hallo zusammen! Heute möchte ich mit euch darüber sprechen, warum es immer wieder neue Gerüchte über das alltägliche Aufladen des Smartphones gibt?

Wie lädt man eigentlich ein Smartphone?

Fragt mal, ob es in eurer Familie Leute gibt, die an solche Ladewarnungen glauben, oder ob ihr selbst einer von ihnen seid.

Man zieht den Stecker immer direkt nach dem Aufladen ab, lädt das Smartphone nie voll und benutzt es auch nie während des Ladens.

Wenn ihr tatsächlich zwei dieser Dinge umsetzen könnt, dann respektiere ich euch!

Ich möchte euch aber sagen, dass diese Vorgehensweisen möglicherweise keinen Nutzen für den Akku haben.

Warum?

Weil ihr die Grundlagen des Ladeprozesses nicht versteht.

Dies ist eure Steckdose, die 220 V Wechselstrom liefert.

Wechselstrom hat die Eigenschaft, dass seine Spannung ständig wechselt. In China ändert sich die Spannung ungefähr 50 Mal pro Sekunde. Der Akku des Smartphones kann diesen Strom aber nicht direkt nutzen. Er benötigt stabilen Gleichstrom mit einer Spannung von nur etwa 4 V.

Die erste Stufe beim Aufladen des Smartphones ist also der Ladeadapter.

Wenn ihr das Smartphone an den Ladeadapter anschließt, findet zunächst eine Kommunikation zwischen Smartphone und Ladeadapter statt.

Beispielsweise bei den gängigen USB-PD-, QC- und Schnelllade-Protokollen der verschiedenen Hersteller. Sie müssen sich darüber einigen, welche Spannung und welchen Strom bei diesem Ladevorgang verwendet werden dürfen.

Dann fließt der 220-V-Wechselstrom in den Ladeadapter und wird dort in Gleichstrom umgewandelt.

Anschließend wird die Spannung mithilfe eines Schaltnetzteils und eines Transformators Schritt für Schritt heruntergesetzt, bis sie für das Smartphone geeignet ist, beispielsweise 5 V, 9 V oder 12 V.

Aber unabhängig von der Leistung entscheidet am Ende ein Chip im Smartphone, ob der Strom in den Akku fließen kann.

Dieser Chip wird Power Management Chip genannt.

Er ist wie ein Stromverwaltungszentrum im Smartphone.

Er überwacht in Echtzeit viele Informationen, wie beispielsweise die Spannung, Temperatur und Ladung des Akkus sowie die Leistungsaufnahme des Smartphones. Basierend auf diesen Informationen entscheidet er, wie viel Strom in den Akku fließen darf.

Außerdem erfolgt das Aufladen des Akkus in Phasen.

Wenn der Akku wenig geladen ist, lädt das System mit einem relativ großen Strom. Dieser Abschnitt wird Konstantstromphase genannt.

Wenn der Akku fast voll ist, stabilisiert das System die Spannung in der Nähe der oberen Grenze des Akkus und verringert dann allmählich den Strom. Dies wird Konstantspannungsphase genannt.

Schließlich wird der Strom immer kleiner, bis das System feststellt, dass der Akku voll ist, und dann stoppt es das Aufladen.

Aus Sicht des Smartphones ist das Aufladen also eine streng kontrollierte Tätigkeit. Es lässt den Akku nicht ständig von einem starken Strom beaufschlagen und füllt ihn auch nicht unbegrenzt mit Strom. Viele Smartphones steuern sogar den Ladevorgang noch weiter.

Beispielsweise wird das Smartphone langsam über Nacht aufgeladen. Zunächst wird es auf etwa 80 % geladen, und dann wird es kurz vor der Zeit, zu der du aufstehst, auf 100 % aufgeladen.

Die häufigsten Ladegerüchte

Okay, jetzt wissen wir im Wesentlichen, wie man ein Smartphone lädt. Lassen wir uns nun die gängigen Ladegerüchte anschauen.

Erste Behauptung: Die Steckdosen im Zug schaden dem Smartphone

Das erste “Gerücht” ist erst vor kurzem aufgetaucht. Es heißt, dass der Strom im Zug anders ist als der Strom zu Hause.

Nachdem der Stromabnehmer des Zuges Strom aus dem Netz bezieht, wird der Strom noch einmal von Wechselstrom in Gleichstrom und wieder in Wechselstrom umgewandelt. Dadurch kann zwar die Spannung stabilisiert werden, aber der ausgegebene Strom enthält Hochfrequenzpulse.

Wenn man das Smartphone mit diesem Strom lädt, kann dies möglicherweise zu instabilen Bildschirmberührungen führen, also dem sogenannten “Schwimmen” des Bildschirms, und sogar dazu, dass die Bauteile im Smartphone schneller altern.

Diese Behauptung klingt eigentlich ziemlich plausibel, weil sie tatsächlich einige echte technische Details enthält.

Tatsächlich ist es aber nicht so.

Die meisten Hochgeschwindigkeitszüge in China verwenden ein 25-kV-50-Hz-Wechselstromkontaktnetz.

Nachdem der Stromabnehmer des Zuges Strom aus dem Kontaktnetz bezieht, fließt der Strom zunächst in den Haupttransformator, um die Spannung zu senken. Dann wird der Strom mithilfe eines Gleichrichters und eines Wechselrichters für verschiedene Systeme wie Traktionsmotoren und Wagenausrüstung bereitgestellt. Dieses System beinhaltet tatsächlich eine Leistungswandlung von AC → DC → AC, da Traktionsmotoren normalerweise von einem Frequenzumrichter angetrieben werden.

Das Wichtigste ist aber, dass die Steckdosen für die Passagiere nicht direkt aus dem Traktionssystem gespeist werden.

Laut der Dissertation “Vergleich und Analyse des Hilfsstromversorgungssystems von Hochgeschwindigkeitszügen in China” gibt es auf den Hochgeschwindigkeitszügen der “Harmony”-Serie normalerweise ein spezielles Hilfsstromversorgungssystem (Auxiliary Power Supply).

Dieses System wandelt, isoliert und stabilisiert die Hochspannung auf der Traktionsseite erneut und gibt dann standardmäßigen 220-V-50-Hz-Wechselstrom für die Wagenbeleuchtung, die Klimaanlage und die Passagiersteckdosen aus.

In diesem Prozess sind elektrische Isolation, Filterung und Spannungsstabilisierung bereits enthalten.

Das Ziel der Ingenieure war es eigentlich, den Strom so ähnlich wie möglich dem normalen Netzstrom zu machen. Andernfalls würden sich die hunderte elektronischen Geräte im Zug schon lange verrückt gemacht haben.

Was nun die sogenannten Hochfrequenzpulse betrifft.

In modernen leistungselektronischen Geräten erzeugen Wechselrichter und Schaltnetzteile tatsächlich Hochfrequenzwellen oder Pulsrauschen.

Dieses Rauschen wird jedoch normalerweise durch Filter und elektromagnetische Kompatibilitätsdesignmaßnahmen stark unterdrückt. Andernfalls würden alle elektronischen Geräte im Zug gestört werden.

Und selbst wenn es in der Steckdose tatsächlich einen gewissen Grad an Stromrauschen gibt, hat dein Smartphone noch zwei Schutzbarrieren.

Die erste ist der Ladeadapter des Smartphones. Der Ladeadapter ist selbst ein Schaltnetzteil. Am Eingang wird der Strom zunächst durch einen Gleichrichter, einen Kondensatorfilter und einen EMI-Filter geleitet.

Die zweite ist der Power Management Chip im Smartphone. Der Strom wird nach dem Eintritt in das Smartphone erneut stabilisiert und gefiltert, bevor er schließlich in den Akku fließt.

Nach diesen beiden Schutzbarrieren ist es schwierig, dass das Hochfrequenzrauschen aus der externen Stromquelle direkt in den Akku oder das Bildschirmsystem gelangt.

Was das auf der Internet oft genannte “Schwimmen des Bildschirms beim Aufladen im Zug” betrifft, ist der wahrscheinliche Grund eher ein Erdungsproblem oder elektromagnetische Störung.

Wenn man das Smartphone während des Ladens berührt, kann es, wenn die elektrische Isolation des Ladeadapters schlecht ist, zu einem schwachen Leckstrom auf dem Smartphonegehäuse kommen. Kapazitive Bildschirme reagieren sehr empfindlich auf elektrische Feldänderungen. In einem solchen Fall kann es zu einer Berührungsverschiebung kommen.

Dieser Fall ist nicht nur im Zug möglich. Bei einigen billigen Ladeadaptern oder Steckdosen mit schlechter Erdung kann es auch zu ähnlichen Phänomenen kommen.

Zweite Behauptung: Der Ladeadapter kann Feuer fangen, wenn er nicht abgezogen wird

Die zweite Behauptung ist eine, die ihr vielleicht schon immer wieder gehört habt: Der Ladeadapter muss direkt nach dem Aufladen des Smartphones abgezogen werden, sonst kann es nach einer Zeit zu einem Brand kommen.

Der Grund dafür ist, dass der Ladeadapter, wenn er ständig an der Steckdose angeschlossen ist, ständig Strom bezieht. Nach einer langen Zeit kann es zu einer Erwärmung, einem Kurzschluss und sogar zu einem Brand kommen.

Aber wenn man sich die Arbeitsweise des Ladeadapters anschaut, ist es eigentlich sehr unwahrscheinlich, dass dies passiert.

Die meisten modernen Smartphone-Ladeadapter sind im Wesentlichen Geräte, die als Schaltnetzteile bezeichnet werden.

In ihrer Design gibt es einen sehr wichtigen Zustand, den Standby-Zustand.

Wenn der Ladeadapter nicht mit einem Smartphone verbunden ist, ist er zwar an der 220-V-Stromquelle angeschlossen, aber der Hauptschaltkreis im Inneren befindet sich in einem Zustand mit geringem Stromverbrauch.

In diesem Zustand fließt nur ein sehr kleiner Strom, um zu überprüfen, ob ein Gerät angeschlossen ist. Der Stromverbrauch in diesem Zustand ist normalerweise sehr gering, in der Regel nur ein paar Zehntel Watt bis ein Watt.

Einfach gesagt: Obwohl er angeschlossen ist, macht er fast nichts.

Außerdem werden bei der Entwicklung von seriösen Ladeadaptern Überstromschutz, Überhitzungsschutz und Kurzschlussschutz eingebaut. Sobald die Temperatur oder der Strom im Inneren des Ladeadapters anormal wird, wird der Schaltkreis automatisch unterbrochen.

Unter normalen Umständen erhöht ein qualitativ