Power Delivery

Wie funktioniert Power Delivery?

1. Erkennen. Beim Einstecken meldet das Netzteil, welche Spannungsstufen es liefern kann, zum Beispiel 5, 9, 15 und 20 Volt.
2. Aushandeln. Das Gerät wählt die Stufe, die es verträgt und gerade braucht.
3. Laden. Das Netzteil schaltet auf diese Stufe. Während des Ladens kann das Gerät jederzeit neu verhandeln, etwa wenn der Akku voller oder wärmer wird.

Ohne erfolgreiche Verhandlung liefert das Netzteil nur die sichere Grundspannung von 5 Volt. Deshalb ist es ungefährlich, ein großes Laptop-Netzteil an ein Handy anzuschließen.

Leistungsstufen

Was ist PPS?

PPS steht für Programmable Power Supply und ist eine Erweiterung von Power Delivery. Statt fester Stufen kann das Gerät die Spannung in sehr kleinen Schritten anpassen. Das reduziert Wärme im Gerät, weil weniger umgewandelt werden muss. Samsung nutzt PPS für Super Fast Charging. Ein Netzteil mit Power Delivery, aber ohne PPS, lädt ein Galaxy deshalb zwar schnell, aber nicht mit voller Leistung.

Welche Geräte unterstützen Power Delivery?

Die Versionen von USB Power Delivery

Die meisten Smartphones benötigen nur einen kleinen Teil dieser Leistung. Laptops, Monitore und leistungsstarke Geräte nutzen dagegen die höheren Stufen. Mit USB PD 3.1 lassen sich auch große Gaming-Laptops über USB-C laden, die früher ein eigenes Netzteil mit Rundstecker brauchten.

Die Bereiche bis 100 Watt nennt man Standard Power Range, alles darüber Extended Power Range. Für die erweiterten Leistungen braucht es passende Netzteile und Kabel, die ausdrücklich dafür ausgelegt sind.

Typische feste Spannungsstufen sind 5, 9, 15 und 20 Volt. In der erweiterten Stufe kommen 28, 36 und 48 Volt hinzu. Welche Stufen ein Netzteil anbietet, steht meist klein auf dem Gehäuse.

Wie Ladegerät und Gerät sich einigen

Wenn du ein Gerät an ein USB-PD-Ladegerät anschließt, liefert das Ladegerät zunächst nur fünf Volt. Dann beginnt eine kurze Kommunikation über eine eigene Leitung im USB-C-Kabel. Das Ladegerät teilt mit, welche Spannungen und Ströme es liefern kann. Das Gerät wählt daraus die passende Stufe aus und bestätigt sie.

Erst danach schaltet das Ladegerät auf die höhere Spannung um. Dieser Ablauf verhindert, dass ein Gerät eine Spannung bekommt, die es nicht verträgt. Ein Smartphone kann deshalb problemlos an einem 100-Watt-Laptopnetzteil geladen werden. Es holt sich nur so viel Leistung, wie es braucht.

1. Anschließen. Ladegerät liefert zunächst 5 Volt.
2. Angebot. Ladegerät meldet seine möglichen Spannungen und Ströme.
3. Auswahl. Das Gerät wählt die passende Stufe.
4. Umschalten. Ladegerät liefert die vereinbarte Spannung.
5. Anpassen. Bei Bedarf wird während des Ladens neu verhandelt.

Warum das Kabel wichtig ist

Nicht jedes USB-C-Kabel kann jede Leistung übertragen. Einfache Kabel sind für bis zu 3 Ampere ausgelegt, was bei 20 Volt maximal 60 Watt ergibt. Für höhere Leistungen bis 100 oder 240 Watt braucht es Kabel mit einem kleinen Chip, dem E-Marker. Er teilt dem Ladegerät mit, welche Leistung das Kabel verträgt.

Fehlt dieser Chip, begrenzt das Ladegerät den Strom auf 3 Ampere. Dein Laptop lädt dann langsamer, als es könnte. Beim Smartphone spielt das meist keine Rolle, weil Smartphones selten mehr als 60 Watt nutzen.

Auch die Länge spielt eine Rolle. Sehr lange und dünne Kabel verlieren mehr Energie. Für hohe Ladeleistungen sind kurze, hochwertige Kabel die bessere Wahl.

Power Delivery und andere Schnellladeverfahren

Neben USB Power Delivery gibt es herstellereigene Schnellladeverfahren, etwa Quick Charge von Qualcomm oder eigene Systeme einiger chinesischer Hersteller. Viele davon sind inzwischen mit USB PD kompatibel oder bauen darauf auf. Samsung nutzt für sein Super Fast Charging zum Beispiel USB PD mit PPS.

Für dich bedeutet das: Ein gutes USB-PD-Ladegerät mit PPS lädt die meisten aktuellen Smartphones schnell. Nur einige Geräte erreichen ihre höchste Ladeleistung ausschließlich mit dem Original-Ladegerät des Herstellers. An einem PD-Ladegerät laden sie trotzdem, nur etwas langsamer.

In der EU ist USB-C als einheitliche Ladeschnittstelle für viele Geräte vorgeschrieben. Geräte, die schneller laden, müssen dabei auch USB Power Delivery unterstützen. Damit soll sichergestellt werden, dass ein Ladegerät für viele Geräte funktioniert.

PPS, die programmierbare Spannungsversorgung, erlaubt es dem Gerät, die Spannung in sehr feinen Schritten anzupassen. Dadurch entsteht weniger Wärme im Gerät, weil weniger umgewandelt werden muss. Das schont den Akku beim schnellen Laden.

Kleine Netzteile mit Galliumnitrid

Leistungsstarke USB-PD-Netzteile sind in den letzten Jahren deutlich kleiner geworden. Der Grund ist Galliumnitrid, kurz GaN. Transistoren aus diesem Material schalten schneller und verlieren weniger Energie als solche aus Silizium. Dadurch entsteht weniger Wärme, und die Netzteile können kompakter gebaut werden.

Viele GaN-Netzteile haben mehrere Anschlüsse und verteilen ihre Leistung auf alle angeschlossenen Geräte. Ein einziges Netzteil kann so Laptop, Smartphone und Kopfhörer gleichzeitig laden. Wichtig ist, auf die Gesamtleistung zu achten. Wird sie aufgeteilt, bekommt jedes Gerät weniger.

Schnellladen und Akkugesundheit

Viele Menschen fragen sich, ob schnelles Laden dem Akku schadet. Die Antwort ist differenziert. Schnelles Laden erzeugt mehr Wärme, und Wärme lässt Akkus schneller altern. Moderne Geräte steuern den Ladevorgang aber sehr genau. Sie laden nur bei niedrigem Akkustand mit voller Leistung und drosseln, sobald der Akku voller oder wärmer wird.

Im Alltag ist der Unterschied zwischen normalem und schnellem Laden für die Lebensdauer meist gering. Wichtiger ist, dass das Gerät beim Laden nicht zu heiß wird. Lade es nicht unter dem Kopfkissen, nicht in der prallen Sonne und nicht in einer dicken Hülle, wenn es dabei sehr warm wird.

Wenn du dein Gerät über Nacht lädst, brauchst du kein Schnellladen. Viele Geräte bieten eine Funktion, die das Laden über Nacht verlangsamt und den Akku erst kurz vor dem Aufstehen ganz füllt. Das schont den Akku zusätzlich.

Wenn Schnellladen nicht funktioniert

Ein häufiges Zeichen für ein Problem ist, wenn das Gerät nicht mehr „Schnellladen“ anzeigt, obwohl das gewohnte Ladegerät verwendet wird. Oft liegt es am Kabel oder an Schmutz in der Buchse. Die Kontakte, über die Ladegerät und Gerät kommunizieren, sind besonders klein und reagieren empfindlich auf Verschmutzung.

Hilft ein anderes Kabel und eine Reinigung nicht, kann die Ladebuchse oder ein Bauteil der Ladeschaltung beschädigt sein. Das Gerät lädt dann nur noch mit fünf Volt, weil die Aushandlung einer höheren Spannung scheitert. In der Werkstatt lässt sich mit einem USB-Messgerät schnell prüfen, ob die Aushandlung funktioniert.

Zusammengefasst ist USB Power Delivery der gemeinsame Standard, der das Laden über USB-C sicher und schnell macht. Ladegerät, Kabel und Gerät handeln die passende Leistung selbst aus. Ein gutes PD-Netzteil mit PPS und ein passendes Kabel reichen heute für die meisten Smartphones, Tablets und Laptops.

Wenn du nur ein Netzteil für alles haben möchtest, wähle eines mit ausreichender Gesamtleistung für dein größtes Gerät, meist den Laptop. Kleinere Geräte holen sich daraus automatisch nur so viel, wie sie brauchen.

Häufige Fragen