Kfz-USB-Ladegeräte im Test

Wird eine 12-Volt-Spannung benötigt?

Bevor man sich Gedanken über die Anzahl der USB-Ausgänge und deren Leistung macht, sollte man sich grundsätzlich überlegen, ob auch eine 12-Volt-Spannung bzw. eine 12-Volt-Buchse benötigt wird. Das Kfz-USB-Ladegerät belegt den im Fahrzeug in aller Regel nur einfach vorhandenen Zigarettenanzünder und somit steht dieser nicht mehr für andere Geräte zur Verfügung, welche ebenfalls einen 12-Volt-Stecker benötigen (Navis, Kühlboxen, Kfz-Notebookladegeräte, …). Einige Kfz-USB-Ladegeräte haben daher eine 12-Volt-Buchse, welche die Fahrzeugspannung durchschleift und so den parallelen Betrieb von 12-Volt-Verbrauchern ermöglicht.
Nachteil der Zwischensteckerlösung: Die Adapter sind durch die 12-Volt-Buchse deutlich größer und können im Fahrzeug je nach Platzierung des Zigarettenanzünders zu problematischen Platzverhältnissen führen.

Welche Ausgangsleistung am USB-Port wird benötigt?

Die Ausgangsleistung am USB-Port ist entscheidend dafür, welche Geräte überhaupt und wie schnell geladen werden können. Die meisten kleinen Geräte wie MP3-Player, Navis und Handys begnüngen sich mit dem USB-Standard von 2,5 Watt (500 mA), den alle Kfz-Lader problemlos liefern. Smartphones und vor allem Tablets benötigen aber teilweise deutlich höhere Leistungen von 5 oder 10 Watt, um überhaupt oder in angemessener Zeit geladen zu werden. Größere Tablets laden mit bis zu 12 Watt. Steht mehr als ein USB-Ausgang zur Verfügung, teilt sich die Ausgangsleistung bei einigen Kfz-Ladegeräten auf. Der revolt Kfz-Verteiler mit seinen 4 x USB-Ausgängen bietet so zum Beispiel eine Ausgangsleistung von gemessenen 8,9 Watt, welche aber auf die vier Ausgänge aufgeteilt wird. Schließt man also insgesamt vier Verbraucher an, so stehen jedem Verbraucher nicht einmal die im USB-Standard geforderten 2,5 Watt zur Verfügung. Entsprechend kann es passieren, dass ein Smartphone nicht oder nur sehr langsam geladen wird.

Eine Ausgangsleistung, die pro USB-Anschluss über 12 Watt liegt, bringt in aller Regel keine wesentlich schnelleren Ladezeiten, da selbst die meisten Tablets nur einen Ladeanschluss von 2,4 Ampere verwenden und keine höheren Ströme und damit Leistungen abrufen. Wird ein Gerät über Micro-USB oder Mini-USB geladen, zieht es nach der „Battery Charging Specification“ (z.B. Android Smartphones) maximal 1500 mA und damit 7,5 Watt. Eine mögliche Ausgangsleistung über diesen 7,5 Watt wird nicht genutzt bzw. benötigt.
Hinweis: auch das Ladekabel hat einen Einfluss auf die Ladeleistung. Oft macht es einen Unterschied, ob Daten- oder reine Ladekabel verwendet werden. Wird ein Datenkabel verwendet, muss das Ladegerät dem angeschlossenen Gerät signalisieren, welche Leistung es bereitstellen kann, damit das Gerät dieses auch als Netzteil erkennt. Es ist unmöglich im Rahmen eines solches Tests alle Kombinationen aus div. Smartphones und Kabeln zu testen um zu prüfen, welche Kombinationen die maximale Ladeleistung erreichen. Um selber zu prüfen, ob sich die Ladeleistung vielleicht mit einem Daten- oder Ladekabel steigern lässt, sind sog. USB-Leistungsmesser sinnvoll. Diese kleinen Geräte werden zwischen Netzteil und Gerät gesteckt und zeigen Spannung und Leistungsaufnahme an. (Achtung in einigen Fällen beeinflussen die Leistungsmesser die Erkennung, da sich der Leistungswiderstand erhöht).

Hersteller werben mit „bis zu vier mal schneller“ – stimmt das?

TomTom bewirbt seinen High Speed Multi-Charger mit der Werbeaussage „bis zu 4-facher Geschwindigkeit“, doch was ist damit gemeint. Zunächst stellt sich die Frage: Schneller als was? Wir nehmen den Standard-USB-2.0-Port mit max. 500 mA bei 5 Volt als Grundlage und erreichen somit 2,5 Watt. Der TomTom High Speed Mulit-Charger leistet am Fast-Charge-Ausgang maximale 12 Watt und damit 4,8 x mehr Leistung gegenüber einem Standard-USB-Port. Werbeaussage korrekt? Nicht ganz, denn zunächst mal ist es wie bereits zur Ausgangsleistung beschrieben so, dass die meisten Geräte – schon gar nicht TomTom-Navis – eine Leistung von 12 Watt aufnehmen können. Das TomTom GO 1000 hat eine Leistungsaufnahme von ca. 2,4 Watt und wird deshalb mit allen Ladegeräten gleich schnell geladen! Nimmt man hingegen ein neues Apple-Tablet, so kann dieses durchaus eine Leistungsaufnahme von 12 Watt haben und lädt somit in der Tat deutlich schneller. Werbeversprechen gehalten? Nicht ganz: Akkus auf Lithium-Ionen-Basis können nur bis ca. 80 Prozent ihrer Kapazität mit voller Leistung geladen werden. Die letzten 20 Prozent werden technisch bedingt mit immer geringerem Strom geladen, der kurz vor Ladeschluss auf null geht. Diese letzte Phase des Ladevorganges kann nicht weiter beschleunigt werden, egal mit welcher Leistung zum Beginn geladen werden kann. Je nach Akku ist es nicht unüblich, dass die letzten 20 Prozent mehr als 50 Prozent der Zeit benötigen. Zusammenfassend: Auch ein Tablet, welches in der ersten Ladephase die maximale Ausgangsleistung des Fast-Chargers aufnehmen kann, wird zumindest bei einer Ladung auf 100 Prozent nicht 4 x so schnell sein wie ein Standard-USB-2.0-Anschluss.

Was sagt die Temperatur in der Tabelle aus?

Der Kfz-Adapter wandelt die Spannung von 12 auf 5 Volt um. Eine Spannungswandlung ist nicht verlustfrei und somit entsteht eine Verlustleistung, welche als Wärme abgegeben wird. Die Nutzung hochwertiger elektronischer Bauteile senken die Verlustleistung und reduzieren die Abwärme. Wir haben die maximale Temperatur am Gehäuse unter Vollastbetrieb gemessen. Das Gehäuse erwärmt sich natürlich ungleichmäßig, was eine Temperaturmessung schwer und ungenau macht. Daher sollte die Temperatur nur als grober Anhalt für die Effizienz der Adapter dienen. Natürlich haben Geräte mit höherer Leistung auch eine höhere Verlustleistung. Kleine Kfz-Lader haben auch eine geringe Oberfläche, um die Wärme der Bauteile abzustrahlen und erreichen deshalb höhere Temperaturen. Die Hersteller nutzen daher vor allem bei kleinen Kfz-Ladern Metalle am Gehäuse, um die Temperaturen im Griff zu behalten. Die Temperaturen wurden bei einer Umgebungstemperatur von nur 20 °C gemessen und dürften im Auto teilweise noch mal deutlich höher liegen.

Wir haben die Kfz-USB-Ladegeräte mit einer Spannung von genau 12 Volt versorgt. Im Fahrzeug liegt am Zigarettenanzünder in der Regel die ungeregelte Batteriespannung des Fahrzeuges an, die zwischen 11 und 14 Volt schwanken kann. Die Eingangsspannung kann einen geringen Einfluss auf die Ausgangsleistung der Ladeadapter haben. Es wurde bei Raumtemperatur getestet, auch die Temperatur kann einen Einfluss auf die Ausgangsleistung haben. Die maximale Leistung wurde über einen Zeitraum von mind. 30 Minuten getestet und die Temperatur gemessen.Die Leistungstests wurden mit einer elektronischen Last durchgeführt. Um Leistungsverluste zu reduzieren wurden kurze Leitungen und hochwertige Stecker (USB 3.0) verwendet. Auch in der praktischen Anwendung sollten, vor allem bei hohen Leistungen, kurze und hochwertige Ladekabel verwendet werden. So ist sichergestellt, dass die Energie auch im zu ladenden Gerät ankommt und nicht in Kabel und Stecker als Verlustleistung in Wärme umgesetzt wird.

Eine Bewertung der Testergebnisse und eine detaillierte Vorstellung der einzelnen Car Charger folgt auf der zweiten Seite …