Hinweise zum Laden eines Notebooks per USB-C-Netzteil (Power Delivery DC-In) - TUXEDO Computers

Laden eines Notebooks über USB-C (Power Delivery DC-In)

Fragen zur Möglichkeit, unsere Notebooks alternativ zum Original-Netzteil auch über ein USB-C-Netzteil oder per USB-C-Dockingstation zu betreiben, erreichen uns vielfach. Der Grund liegt auf der Hand: Mit einem Universalstromlieferanten Smartphone, Tablet oder eben das TUXEDO-Notebook mit Strom versorgen.

Im Folgenden beschreiben wir die grundlegenden Unterschiede zwischen den Original-Netzteilen unserer Linux-Notebooks und USB-C-Ladegeräten und warum letztere häufig aus technischen Gründen bewusst nicht die volle Leistung eines Notebooks ermöglichen.

Was unterscheidet ein USB-C-Netzteil vom Original-Netzteil des Notebooks?

Auf den ersten Blick könnte man meinen: Nur der Anschluss, über den das Endgerät mit Strom aus dem Netzteil versorgt wird. Doch es steckt viel mehr dahinter.

Vorweg genommen: Bei den meisten unserer Notebook-Netzteile kommt der verbreitete, der Industrienorm IEC 60130-10 folgende Hohlstecker mit einem Außendurchmesser von 5,5 mm und einem Innendurchmesser von 2,5 mm zum Einsatz. Das bedeutet, dass Sie in unserem Onlineshop nicht nur eine Vielzahl an mit Ihrem TUXEDO-Notebook kompatiblen Netzteilen in verschiedenen Größen und Leistungsstärken als Reise- oder Zweitnetzteil erwerben können, sondern es besteht auch die Chance, dass Sie das Netzteil Ihres alten TUXEDO-Notebooks wiederverwenden können.

Notebook-Netzteile haben die Aufgabe, ein Gerät zu jedem Zeitpunkt, unter jedem Lastzustand zuverlässig mit Energie zu versorgen. Hierbei reicht die Nennleistung eines Netzteiles allerdings bei weitem nicht aus, um sog. Lastspitzen, also Zustände, in denen einzelne Komponenten für Sekundenbruchteile einen weit erhöhten Stromverbrauch aufweisen, abzufangen. Genau für diese Zustände rechnen die Netzteilhersteller eine hohe Leistungsreserve ein, die das Ladegerät für Sekundenbruchteile zur Verfügung stellen kann (“Surge Power” für 96 Millisekunden). Sind diese Leistungsreserven nicht gegeben, kann das Netzteil überlasten und sich selbst abschalten (Overcurrent Protection, kurz OCP) oder sogar beschädigt werden.

Hier tritt der gravierende Unterschied zu USB-C-Netzteilen auf: Letztere sind mit viel geringeren Leistungsreserven ausgestattet, weil sie zum einen klein und kostengünstig produziert werden und zum anderen in erster Linie für stromsparende Endgeräte, wie Smartphones, Tablets oder sparsame Notebooks, die über keine derart leistungsfähigen und stromhungrigen Komponenten verfügen, konzipiert und selbst dort vorrangig dafür gedacht sind, deren Akkus im ausgeschalteten oder Niedriglastzustand aufzuladen.

Leistungsdrosselung zur Sicherstellung ausreichender Stromversorgung

USB-C-Netzteile weisen daher in der Regel viel geringere Leistungsreserven für Lastspitzen auf, die eine jederzeit vollumfängliche Energieversorgung eines leistungsfähigen Notebooks nicht gewährleisten können.

Dieses Problem wird von Herstellern umgangen, indem einzelne Komponenten, zum Beispiel die Grafikkarte, bewusst stark ausgebremst werden, um Lastspitzen an diesen Stellen zu vermeiden und genügend Kapazitätsreserven für das restliche System zurückzuhalten.

Die dedizierte Grafikkarte zieht “den Kürzeren”, weil sie – im Gegensatz zur CPU – für den grundlegenden Betrieb des Notebooks nicht benötigt wird. Würde die CPU als zentrale Verarbeitungskomponente in ihrer Leistung massiv beschnitten werden, würde das komplette System ins Stocken geraten. Daher ist es aus technischen Gründen für den sicheren Betrieb unerlässlich, dass die Stromversorgung für das komplette System gewährleistet ist und “unnötige” Verbraucher stark gedrosselt werden. Je nach CPU und gewähltem USB-C-Netzteil kann es zudem erforderlich sein, die CPU in Ihrer Leistung einzuschränken, um die jederzeit ausreichende Energieversorgung zu sichern.

Darüber hinaus ist zu beachten, welchen Zweck die Stromversorgung primär erfüllen soll: Ist der Akku aufgeladen, muss das Netzteil lediglich die laufende Stromversorgung des Systems sicherstellen. Soll der Akku jedoch parallel aufgeladen werden, muss das USB-C-Netzteil seine Kapazität aufteilen, wodurch für den laufenden Betrieb geringere Leistungsreserven zur Verfügung stehen. Im TUXEDO Control Center oder alternativ im UEFI/BIOS kann die Priorisierung der USB-C-Stromversorgung eingestellt werden: Der Modus Akku schnell laden priorisiert die Aufladung des Akkus und stellt der CPU weniger Leistung zur Verfügung. Der Modus Beste Leistung priorisiert die Stromversorgung der CPU und damit die Leistung zulasten einer geringeren Ladegeschwindigkeit.

Welche Voraussetzungen muss ein USB-C-Netzteil erfüllen?

Zum Laden des Notebooks im ausgeschalteten Zustand oder unter geringer bis mittlerer Belastung ist die Energieversorgung über USB-C ausreichend. Grundvoraussetzung für die Fähigkeit ein Notebook per USB-C zu laden ist eine Spannung von 20 Volt. Kleine Smartphone-Ladegeräte verfügen in der Regel über eine Spannung von 5 Volt und sind daher zu schwach.

Die Nennleistung sollte für den sparsamen Betrieb mindestens 65 Watt betragen, was bei 20 Volt eine Stromstärke von 3,25 Ampere erfordert (20 V * 3,25 A = 65 Watt). Für eine höhere Leistungsentfaltung ist mindestens die gleiche Nennleistung wie bei dem beigelegten Original-Netzteil erforderlich.

Aufgrund der Begrenzung des Power-Delivery-Standards auf 100 Watt (Extended Power Range, kurz EPR, mit bis zu 240 Watt ist noch kaum verbreitet) kann bei leistungsstarken Notebooks – wie oben beschrieben – wegen der geringen Lastspitzen-Reserve nicht die volle Leistung jedes Notebooks abgerufen werden.

Für Notebooks mit dedizierter Grafikkarte ist die Energieversorgung per USB-C nur bei deaktivierter NVIDIA-Grafik empfohlen. Dies können Sie einfach über das TUXEDO Control Center (Klick auf das Taskleisten-Symbol » Graphics » Select built-in) oder über das UEFI / BIOS vornehmen.