Laden bei gleichzeitiger Verwendung schlecht für den Akku?

[TheBrad]

Tag zusammen.. Ich nutze mein Xperia Tablet Z4 sehr intensiv und oft bis zu 4-5 Stunden am Tag. Bei normalem Surfen ist das o.k., aber wenn ich gleichzeitig auch noch spiele, dann komme ich mit einer Ladung natürlich nicht ausreichend weit. Daher kommt es öfters vor, dass ich das Tablet auch während der Nutzung lade.

Wer kennt sich ausreichend gut mit Akkus und deren Ladeelektronik aus, so dass er mir sagen (gerne auch erklären) könnte, ob sich ein Aufladen bei gleichzeitiger Nutzung negativ auf die Lebenszeit des Akkus (oder auch anderer Komponenten) auswirkt?

 

[Leuter]

Hallo, TheBrad! Willkommen in der Werkstatt!
Der Lade- und Entlade-Vorgang beschäftigt drei Komponenten Deines Tablets: das USB-Flexkabel, den Akku und den Spannungsstabilisator auf dem Mainboard.

Über das USB-Flexkabel fließt der Ladestrom. Der geht, ohne Nutzung des Tablets, fast ausschließlich zum Akku, um ihn aufzuladen. Da es sich bei den Standard-Ladegeräten im Prinzip um ungeregelte Netzteile handelt, kann bei diesem Vorgang die Spannung von 5V Nennspannung auf eine Lastspannung von bis zu 4,2V abfallen. Das gleicht der Laderegler auf dem USB-Flexkabel dann aus und der Akku wird munter weiter geladen.

Wenn Du dann allerdings noch eine zusätzliche Last ins Spiel bringst, wie zum Beispiel ein eingeschaltetes Display (der größte Stromfresser bei Tablets), dann steigt der Stromverbrauch sprunghaft an. Die Lastspannung kann auf unter 4V abfallen und der Laderegler muß voll aufdrehen. Der gesamte vom Ladegerät verfügbare Strom fließt dann in das Tablet und der Laderegler wird fühlbar wärmer. An diesem Punkt kommt dann auch der Spannungsstabilisator auf dem Mainboard ins Spiel: Er ist etwas robuster gebaut, als die übrigen Komponenten auf Deinem Mainboard (in 50nm- statt in 15nm-Bauweise) und kann daher etwas mehr Last vertragen, als diese. Das ist auch notwendig, denn wenn die Versorgungsspannung zum "Intelligenzbereich" Deines Mainboards zu sehr abfällt, muß er diese Spannung stabilisieren, d.h. er muß sie im Unterspannungsbereich "hochpumpen". Das ist für den kleinen Kerl wirklich harte Arbeit und macht sich durch stark erhöhte Temperatur bemerkbar, die wiederum gar nicht gut für ihn ist. Um ihn zu unterstützen, hat der Spannungsstabilisator (je nach Bauart) bis zu sechs Steuerstromkreise, mit denen er seine Umgebung beeinflussen kann, bzw. von ihr beeinflußt werden kann. er kann (je nach Bauart) z.B. die Taktung der CPU und des Datenbusses herunterregeln lassen, das Tablet veranlassen, neu zu starten oder sogar ganz herunterzufahren.

Der Akku ist eine eher passive Komponente bei diesen Vorgängen. Er steuert und regelt nichts und nimmt nur Strom auf, wenn die anliegende Spannung höher ist, als seine eigene, bzw. gibt Strom ab, wenn die anliegende Spannung niedriger ist.

Fazit: Egal, in welchem Ladestand sich der Akku befindet, solange Laderegler und Spannungsstabilisator einwandfrei funktionieren, droht ihm keine Gefahr, was man aber für unsere beiden Schwerarbeiter nicht unbedingt sagen kann. Hat der Akku einen Ladestand von unter 20%, muß der Spannungsstabi schon heftig arbeiten, bei unter 10% kann (je nach Bauart) seine Betriebstemperatur schon in einem kritischen Bereich liegen. Da der Laderegler zu diesem Zeitpunkt schon voll aufgedreht hat (und recht träge auf schnelle Spannungsveränderungen reagiert), kann eine Spannungsspitze (wie z.B. beim Ausschalten einer Neon-Röhre) ungehemmt bis zum Spannungsstabilisator durchdringen. Seine Steuerstromkreise (die empfindlichsten Teile des kleinen Kerls) werden dabei zuerst in Mitleidenschaft gezogen. Sie können beschädigt oder zerstört werden, was seine Funktionsweise sehr stark beeinflussen kann. Andauernde Neustarts oder unerklärliche Abschaltungen des Tablets sind da nur zwei der möglichen Symptome.

Ergo: Solange der angezeigte Ladestand des Akkus 20% nicht unterschreitet kannst Du weitermachen, wie gewohnt. Unter 20% gilt: Lies mal ein gutes Buch!

Ich hoffe, meine Antwort war hilfreich für Dich und stehe Dir für die Beantwortung weiterer Fragen jederzeit hier zur Verfügung.

 

[TheBrad]

Hallo Kollege,

Ich hoffe, meine Antwort war hilfreich für Dich und stehe Dir für die Beantwortung weiterer Fragen jederzeit hier zur Verfügung

ich bin mir sicher, dass Deine Antwort die umfangreichste und verständlichste ist, die ich hier erwarten konnte. Von daher vielen lieben Dank für die tolle und hilfreiche Erklärung Ich kenne mich zwar mit Akkus ganz gut aus (aus dem Modellbau), aber gerade die Fakten zum Spannungsstabilisator in einem Mobile Device waren mir so nicht bekannt und schon von daher sehr interessant. Nun verstehe ich das deutlich besser... Klasse!
[doublepost=1489948836,1489947699][/doublepost]Ein Update zur Frage hätte ich tatsächlich noch: Mein Tablet und Netzteil arbeiten mit Quick Charge 3, also (wie Du sicher weißt) einer Technologie, bei der Ladegerät und Gerät miteinander kommunizieren, woraufhin die Spannung entsprechend auf bis zu 12V angepasst wird. Denkst Du, dass das etwas an den von Dir geschilderten Vorgängen ändert? Falls Dir die Ladetechnik nur oberflächlich bekannt sein sollte, dann sag Bescheid, ich ergänze dann gerne noch 1-2 erklärende Links.

 

[Leuter]

Obwohl ich von Schnelladefunktionen wie z.B. Quick Charge nicht viel halte (die beanspruchen den Akku zu sehr und verkürzen seine Lebenszeit) kann ich Dir auch hier Entwarnung geben. Die "Kommunikation" funktioniert in der Regel so gut, daß für Akku und Spannungsstabilisator keine Gefahr besteht. Du solltest aber trotzdem die Temperaturen im Auge in den Fingerspitzen behalten, wenn Du das Tablet beim Laden benutzt. Zu warm -> Ausschalten!

 

[TheBrad]

Perfect, danke

 

[divisi]

Es handelte sich bei diesem Thema um ein Tablet. Gilt das in ähnlicher Weise auch für Smartphones? Beim Laden und gleichzeitiger Nutzung, sollte der Akku also nicht unter 20% entladen sein?

 

[Leuter]

Ein Smartphone hat wesentlich niedrigere Stromverbrauchsdaten als ein Tablet. Ich kann mir kaum vorstellen, daß Dein Handy mehr Strom verbraucht, als das Ladegerät nachliefern kann. Trotzdem gelten alle von mir gemachten Angaben ganz besonders für Handys! Die Geräte sind kleiner und deshalb können sich Temperaturen stärker stauen und dadurch schneller aufbauen.

 

[Gelöschtes Mitglied 410096]

Bau doch ein Lüfter am Smartphone. Ich lade meine Akkus nie unter 30%.

 

[divisi]

Ich lade meine Akkus nie unter 30%.

Wenn ich das Thema richtig verstanden habe, ist das wohl ein gutes Argument.

Ich muss zugeben mein Smartphone bei Nutzung auch unter 20% Akkuladung gehen zu lassen, obwohl das Ladegerät daneben liegt. Mit dem hier vermittelten Wissen, kann ich das künftig anders machen.

 

[TheBrad]

Bau doch ein Lüfter am Smartphone

Wie auch immer dieser wohl kaum ernst gemeinte Hinweis funktionieren bzw. helfen soll..

 

[Gelöschtes Mitglied 410096]

Bei mir geht das, man muss nur hinten die Hülle ab machen. Und schauen das man dort vielleicht noch Aufkleber hintr dem Akku entfernt. Dann braucht man noch drei Kabel um den Akku bisschen von das Gehäuse weg zu bekommen. So Laptop Lüfter an das Handy per USB anschließen und auf das Gerät richten. Ready.

Ich muss mal schauen wie ich mein Display vom Tablet ab machen kann, ist an zwei Stellen verlötet für den Strom. Dann kann ich noch den Touchscreen ab machen. Und mein Tablet wie ein Raspberry Pi benutzen. Entwickler Zugang habe ich ja jetzt. Ist u-boot.