Ratgeber
Mobile Geräte kabellos zu laden, war bis vor einigen Jahren noch Zukunftsmusik. Mittlerweile hat uns die Induktionstechnologie dieser Möglichkeit jedoch ein ganzes Stück näher gebracht. Mithilfe von Induktionsladegeräten können Smartphones und Handys zwar nicht völlig kabellos, aber ohne Zuhilfenahme eines Ladekabels aufgeladen werden. Wie das funktioniert, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Konventionelle Ladegeräte für Handys und Smartphones bestehen aus kleinen Schaltnetzteilen, von deren Ausgang meist ein USB-Typ-A-Anschluss die Ladespannung für das mobile Endgerät liefert. Zum Aufladen wird das Mobilgerät mit dem passenden Ladekabel verbunden.
Die Induktionstechnologie eröffnete den Weg, ein Smartphone aufzuladen, ohne es an ein Kabel anschliessen zu müssen. Der Ladevorgang erfolgt quasi „wireless“. Die Methode wird bereits seit geraumer Zeit genutzt, um elektrische Zahnbürsten zu laden. Da ein Induktionsladegerät ohne Öffnungen für Ladestecker konzipiert ist, ist es gut für den Einsatz in Feuchträumen geeignet.
Die auch Wireless Charger genannten Ladegeräte nutzen den physikalischen Effekt der magnetischen Induktion, um eine Spannung im aufzuladenden Mobilgerät zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist das Ladegerät mit einer Spule ausgestattet, die mit Wechselspannung ein Magnetfeld ausstrahlt. Die Wechselspannung erzeugt ein Schaltnetzteil, dessen Ausgangsspannung die Spule des Ladegerätes über einen Treiber- oder Controller-Baustein anregt. Die Arbeitsfrequenz an der Ladespule liegt zwischen rund 100 bis 200 Kilohertz. Damit sind geringe mechanische Abmasse der verwendeten Spulen möglich.
Im aufzuladenden Mobilgerät ist eine kompakte Empfängerspule verbaut, die bei Annäherung an die induktive Ladestation ähnlich wie die Sekundarwicklung eines Transformators arbeitet. Die in ihr induzierte Spannung wird über einen Spannungsregler dem Akkumulator des Mobilgeräts zugeführt, der damit aufgeladen wird.
Neben der ladenden Induktion wird über die Spulen im Induktionsladegerät und im Ladeempfänger auch zusätzliche Kommunikation geführt, um eine optimale Ladespannung und Ladestrom bereitzustellen und den Ladezustand des Mobilgeräts zu signalisieren. Damit steuert ein Informations-Empfänger im Ladegerät die nötigen Parameter. Das sorgt dafür, dass der Ladevorgang bei vollgeladenem Akku beendet wird und eine LED-Anzeige den Ladestatus abbilden kann. Dieser Kommunikationsweg ist mit der RFID-Technologie (RFID = Radio-Frequency-Identification) vergleichbar.
Der Begriff „drahtlos“ ist im Zusammenhang mit diesem Ladevorgang ein wenig irreführend, denn Drähte werden schon verwendet, und zwar nicht wenige. Vielmehr bedeutet „drahtlos“, dass kein Kabel erforderlich ist, um das Mobilgerät mit dem Ladegerät zu verbinden.
Zur Vereinheitlichung der Gerätekonfiguration hat das Wireless Power Consortium (WPC) seit dem Jahr 2008 einen Standard für solche Wireless Charger geschaffen. Dem Konsortium gehören zurzeit mehr als 600 Unternehmen aus der ganzen Welt an. Der gemeinsam entwickelte Standard heisst „Qi“, was im Chinesischen für „Lebensenergie“ steht. Dieser Qi-Standard wird gerade so erweitert, dass die Ladeleistung künftig auch für Laptops und ähnlich grosse Geräte kompatibel sein wird. Zwei weitere Standards haben bisher keine grosse Verbreitung gefunden.
Das Induktions-Ladeverfahren hat den Vorteil, dass das zu ladende Smartphone lediglich aufgelegt werden muss. Es ist nicht notwendig, ein Kabel hineinzustecken, was Stecker und Buchsen schont und Kabelgewirr minimiert. Zudem sorgt die derzeitige Standardisierung dafür, dass Induktionsladegerät und Smartphone nicht vom selben Hersteller stammen müssen. Das bedeutet zugleich, dass nur noch ein Ladegerät für mehrere mobile Geräte in einem Haushalt oder Büro benötigt wird – vorausgesetzt sie sind kompatibel mit dem Induktions-Ladeverfahren.
Nachteilig ist, dass die Mobilgeräte beim Aufladen eng mit der Ladestation in Kontakt bleiben müssen, so dass man währenddessen unter Umständen nicht telefonieren kann. Ausserdem hat die Energieübertragung per Induktion einen schlechteren Wirkungsgrad als das Laden mit Kabel: Es dauert länger, ein Handy via Induktions-Ladegerät aufzuladen als mit einem kabelgebundenen Ladegerät. Wenn der Wireless Charger ein herkömmliches Ladegerät ersetzt, bleibt dieses quasi (als eventuelle Umweltlast) übrig. Zudem können Schaltnetzteile mit der genannten Arbeitsfrequenz den Radio-Empfang auf Langwelle stören, was aber in der Praxis nicht so stark ins Gewicht fallen dürfte.
Die Voraussetzung, um ein Handy kabellos zu laden, ist, dass die Induktionstechnologie in dem betreffenden Gerät verbaut ist. Beim Erwerb eines Wireless Chargers von Drittanbietern erhält man eine Liste mit kompatiblen Geräten. Das erweist sich nicht nur beim Kauf eines Ladegeräts, sondern auch eines Mobilgeräts als nützlich: Zum Beispiel, wenn man sich ein neues Smartphone zulegen möchte, ohne die induktive Ladestation austauschen zu müssen.
Um Mobiltelefone ohne eigene induktive Ladetechnik dennoch kabellos mit einem Induktions-Ladegerät laden zu können, gibt es die Möglichkeit, sogenannte Induktions-Cases zu verwenden. Dabei handelt es sich um Handyhüllen, in die eine induktive Ladetechnik verbaut ist. Sie verfügen über einen Stecker, der in den Ladeanschluss des Handys gesteckt wird. Auf diese Weise lässt sich die Induktionstechnologie über einen kleinen "Umweg" nutzen.
Was bedeutet die Qi-Zertifizierung?
Das chinesische Wort Qi (ausgesprochen „tschi“) steht für Lebenskraft oder Energie. Im Bereich der Ladetechnik beschreibt Qi den weltweit führenden kabellosen Ladestandard des Wireless Power Consortium (WPC).
Führende Marken wie Apple, Samsung, Huawei, Xiaomi, Google, LG, Sony, Nokia und viele andere Hersteller haben sich dem WPC angeschlossen. So kann, ähnlich wie bei WiFi, NFC oder Bluetooth, auch beim kabellosen Laden ein einheitlicher Standard genutzt werden.
Der grosse Vorteil von Qi
Mit Qi müssen Smartphone und Ladeschale nicht vom selben Hersteller sein.
Alle Qi-zertifizierten Telefone und Ladegeräte sind herstellerübergreifend kompatibel zueinander. Das bietet den grossen Vorteil, dass Sie auch unterwegs ihr Qi-zertifiziertes Smartphone ohne Netzadapter und Ladekabel laden können.
Zumal immer häufiger Qi-zertifizierte Ladegeräte in Gaststätten, öffentlichen Räumen oder Hotels eingesetzt bzw. zur Nutzung angeboten werden. Ein zu Hause vergessenes Ladekabel ist somit kein echtes Problem mehr.
Die Sicherheit steht im Vordergrund
Bei der Qi-Zertifizierung werden sehr hohe Qualitäts- und Sicherheitsansprüche gestellt. Die Tests werden von unabhängigen Testlabors unter Verwendung von validierten Messgeräten vorgenommen. Nur so ist gewährleistet, dass der Ladevorgang zuverlässig und sicher abläuft.
Wesentliche Merkmale sind z.B. die zuverlässige Fremdobjekterkennung (FOD) und eine effektive Spannungsbegrenzung im mobilen Gerät. Eine weitere Qi-Spezifikation beschreibt die magnetische Abschirmung des Akkus, um die Erwärmung beim Ladevorgang zu minimieren.
Qi-Logo vom Wireless Power Consortium (WPC).
Qi-zertifizierte Ladegeräte bei Conrad Electronic
Die Kombination von nicht zueinander passenden Induktions-Ladekomponenten kann sehr schnell zu massiven Problemen führen. Defekte Akkus oder irreparable Smartphones sind die unweigerliche Folge. Wenn an der Ladestation die Fremdobjekterkennung nicht richtig funktioniert, können zudem Metallgegenstände in unmittelbarer Nähe so heiss werden, dass es bei Berührung zu schmerzhaften Verbrennungen kommt. Darum sind alle Induktions-Lagegeräte, die direkt von Conrad Electronic SE angeboten werden, Qi-zertifiziert.
Unser Praxistipp: Ladeschale vom Stromnetz trennen
Ein Schaltnetzteil am Niederspannungsnetz zieht auch dann Strom, wenn kein Ladevorgang stattfindet. Aus diesem Grund sollten Sie die Induktionsladeschale der Umwelt zuliebe vom Stromnetz trennen, wenn sie gerade nicht gebraucht wird. Das gilt auch für kabelgebundene Ladegeräte.
Ein Induktionsladegerät sollte über eine rutschfeste Auflagefläche für das Smartphone verfügen. Empfehlenswert ist eine gummierte oder ähnlich beschichtete Oberfläche, eventuell in Kombination mit Halteklammern oder -magneten. Wichtig ist, dass das Smartphone beziehungsweise Handy in der Ladeschale nicht verrutschen kann, sondern in alle Richtungen kippsicher steht.
Wireless Charger, die über eine LED-Anzeige verfügen, bieten den Vorteil, dass der Ladezustand jederzeit ablesbar ist. Ausserdem können Sie auf einen Blick erkennen, ob Sie das Mobilgerät richtig auf der induktiven Ladestation positioniert haben.
Kompatible Induktions-Ladegeräte von Drittanbietern laden in der Regel schneller und zuverlässiger, da sie im Gegensatz zu den Ladestationen vieler Handyanbieter mit mehreren Spulen ausgestattet sind. Das erweist sich auch im Alltag als praktikabler: Eine der Spulen „erwischt“ das Smartphone in der Regel immer, weshalb es nicht allzu exakt auf der Ladestation platziert werden muss.
Da man beim Laden nicht an Steckergrössen oder -standards gebunden ist, bieten Induktionsladegeräte viel Gestaltungsfreiraum und Flexibilität. Geräte mit Induktions-Ladefunktion können beispielsweise in Möbeln, Lampenfüssen oder Kfz-Armaturen integriert werden. Für den (fast) unsichtbaren Einbau sind bereits erste Modelle erhältlich.