Wie das Aufladen über USB funktioniert und warum Telefone manchmal explodieren

Universal Serial Bus (USB) ist zu einem der allgegenwärtigsten Anschlüsse geworden, die wir auf unseren PCs, Laptops, Smartphones, Tablets, Kameras und einer Vielzahl anderer Geräte sehen. Abgesehen von der Datenübertragung ist es auch der Standard zum Laden der meisten Gadgets.

Durch den Verzicht auf proprietäre Anschlüsse (mit Ausnahme von Apples Lightning natürlich) entfällt bei USB die Notwendigkeit, unterschiedliche Ladegeräte und Netzteile mit unterschiedlichen Anschlüssen zu haben. Hier finden Sie einen kurzen Crashkurs darüber, wie USB Ihre Geräte tatsächlich auflädt.

Arten von USB-Geräten?

Trotz des Namens gibt es heute tatsächlich vier Standards: USB 1.0, 2.0, 3.0 und 3.1. Dann gibt es noch die Anschlüsse USB A, USB B, microUSB, miniUSB und das neue USB C. Wichtiger als die Schnittstelle ist es, die Standards zu verstehen. Die älteren USB-Anschlüsse 1.0 und 2.0 verfügen über vier Stifte am Stecker und vier Drähte im Kabel. Zwei der Pins übertragen Daten, während die anderen beiden eine Stromversorgung von bis zu 5 Volt unterstützen können. USB 3.0 hingegen verfügt über fünf zusätzliche Pins, was im Wesentlichen bedeutet, dass es neun Drähte hat. Jede USB-Verbindung umfasst einen Host und ein Gerät. Strom kann nur vom Host zum Gerät fließen, Daten können jedoch in beide Richtungen übertragen werden.

Was den tatsächlichen Strom angeht, gibt es drei USB-Anschlüsse; einen Standard-Downstream-Port, einen Lade-Downstream-Port und einen dedizierten Ladeport. Die ersten beiden sind auf PCs und Laptops zu finden und die dritte Art ist normalerweise auf Ladegeräten zu finden. Der Standard-Downstream-Port an USB 1.0 und 2.0 kann bis zu 500mA oder 0,5A liefern. Bei USB 3.0 sind es jedoch bis zu 900 mA bzw. 0,9 A. Die zum Laden nachgeschalteten und dedizierten Ladeanschlüsse liefern bis zu 1.500 mA oder 1,5 A. USB 3.1, das neueste und schnellste, unterstützt einen Durchsatz von 10 Gbit/s, was auch als SuperSpeed+-Modus bezeichnet wird. Dies unterstützt auch Stromversorgungsmöglichkeiten von 1,5 A und 3 A.

USB-C, das sich langsam zum neuen Standard entwickelt, verfügt über einen völlig anderen Anschluss. Er kann in beide Richtungen gesteckt werden, genau wie der Lightning-Stecker von Apple, nur mit einer anderen Form. Es unterstützt die doppelte Kapazität von USB 3.0, was bedeutet, dass es auch mehr Strom liefern kann. Die Kombination eines USB-C-Anschlusses mit dem USB 3.1-Standard macht es zu einer der schnellsten Schnittstellen auf dem Markt, insbesondere dem neuen Thunderbolt 3.0 basiert auf USB-C und ist in der Lage, 40 Gbit/s zu erreichen. Beachten Sie, dass USB 3.1 nicht unbedingt den neuen USB-C-Anschluss benötigt, sondern auch auf den älteren Anschlüssen implementiert werden kann.

Dank seiner Hochgeschwindigkeits- und Stromversorgungsfähigkeiten ersetzt USB-C mittlerweile Standard-Micro-USB- und herkömmliche USB-A-Anschlüsse an Laptops. Smartphones wie das OnePlus 3/3T und das neue OnePlus 5 unterstützen das Laden mit bis zu 4A. Laptops wie das MacBook Pro und das letztjährige 12--Zoll-MacBook sind auf USB-C-Stromversorgung mit einem 45-W-Adapter angewiesen, um sie mit Strom zu versorgen. USB-C bietet noch weitere Vorteile, da es mehrere Schnittstellen wie VGA, HDMI, Display Port, High-Fidelity-Audio und mehr unterstützen kann.

Interoperabilität

Das Gute daran ist, dass alle neuen USB-Standards abwärtskompatibel sind. Das heißt, wenn Sie ein 3A-Ladegerät an einem Gerät verwenden, das 1A oder 1,5A unterstützt, funktioniert es einwandfrei. Man kann jedes USB-Gerät an jedes USB-Kabel und an jeden USB-Anschluss anschließen. Eine höhere Ladeleistung beschleunigt tatsächlich den Ladevorgang bei einem Gerät mit niedriger Geschwindigkeit, und nein, es wird nicht explodieren. Natürlich funktioniert der Beschleunigungsprozess nur, wenn Sie ein neueres Gerät haben. Alte Geräte, die nicht der vom USB Implementers Forum im Jahr 2007 veröffentlichten Batterieladespezifikation entsprechen, werden nur mit 0,5 A aufgeladen.

Mit der zunehmenden Verbreitung von USB 3.1 und dem USB-C-Anschluss können wir in Zukunft mit mehr Schnellladegeräten, insbesondere Smartphones, rechnen.

Kann Ihr Telefon explodieren?

Die Antwort ist ja und nein. Ich bin mir sicher, dass Sie in den Nachrichten Berichte darüber gesehen haben, dass Telefone während des Ladevorgangs explodierten. In den meisten Fällen ist der Übeltäter nicht der USB-Stecker oder das USB-Kabel. Telefone explodieren normalerweise aufgrund fehlerhafter Akkus, wie im berüchtigten Fall des Samsung Galaxy Note 7. Allerdings besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass ein fehlerhaftes Ladegerät oder Kabel Ihr Smartphone beschädigen kann.

Die Hauptursache für die Explosion Ihres Telefons ist der darin befindliche Lithium-Ionen-Akku. Ein äußerer Schaden (wenn Ihr Telefon herunterfällt), der zu Undichtigkeiten führt, oder ein innerer Schaden, der zu einem Kurzschluss führt, können eine potenzielle Ursache für eine Explosion sein. Ein anderer Fall ist, wenn das Telefon aufgeladen wird. Wenn Sie Ihr Smartphone aufladen, wird es oft heiß. Dies liegt daran, dass viel Energie in die Batterie gepumpt wird und die Geschwindigkeiten hoch sind. Dies wiederum kann zu einem internen Kurzschluss führen, falls die internen Zellen ausfallen. Dies geschieht bei sehr hohen Temperaturen oder wenn die Batterie defekt ist. Selbst ein Überladen, bei dem der Akku mehr Strom als den Sicherheitswert erhält, kann zu einer Überhitzung führen.

Grundsätzlich müssen das USB-Kabel und das Ladegerät, die Sie zum Laden Ihres Telefons verwenden, den Sicherheitsniveaus des Stromflusses entsprechen. Alles darüber kann dazu führen, dass Ihr Smartphone knusprig verbrennt. Daher ist es ratsam