Reinhard Weiß - Erfahrungsbericht
Unterbrechungsfreie Stromversorgung PowerWalker "DC SecureAdapter 12V"

PowerWalkerBei einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV/UPS) für Wechselstrom wird eine sinusähnliche Wechselspannung von 230 V zur Verfügung gestellt, die bei Netzspannungsausfall aus einem Bleiakku erzeugt wird. Da diese Geräte meist für 100-1000 VA ausgelegt sind, wird der Akku bei Stromausfall extrem belastet. Auch der ständige Parallel-Bereitschaftsbetrieb belastet den Akku. Demzufolge ist dessen Lebensdauer auf 2-5 Jahre beschränkt.

Der "DC SecureAdapter 12 V" hingegen erzeugt nur 12 V Gleichstrom (DC) und arbeitet ansonsten wie ein normales Stecker-Netzteil. Solange Netzspannung ansteht, wird das angeschlossene Gerät daraus versorgt und eine LiIon-Zelle wird aufgeladen. Wenn die Netzspannung ausfällt, wird automatisch auf die Zelle umgeschaltet, bei der ein Spannungswandler aus der niedrigen Zellenspannung (3,00-4,20 V) die 12 V erzeugt. Die Kapazität der Zelle ist nominell 2600 mAh (also um 9 Wh). Sobald die Netzspannung wieder kommt, wird die Zelle nachgeladen. Die Betriebszustände werden mit 2 LED grün/rot markiert, eine Taste erlaubt das manuelle Ein- und Ausschalten. Der Anschlussstecker soll ein NV-Standardstecker 5,5/2,5 mm sein. Allerdings hat der Stecker am Kabel 5,5/2,1 mm, ein Adapter auf 5,5/2,5 mm liegt jedoch bei. Die LiIon-Zelle (Bauart 18650) kann vom Anwender getauscht werden.


Der Hersteller gibt folgende technische Daten an:

Im Prinzip funktioniert das Gerät gut. Allerdings gibt es vor allem bei den technischen Daten erhebliche Einschränkungen gegenüber den Hersteller-Angaben, sowie weitere Mängel, die ich nachfolgend beschreibe.

Mechanik

PowerWalkerUm die LiIon-Zelle zu tauschen oder zu überprüfen, muss der Deckel des Batteriefachs abgenommen werden. Mir war anfangs nicht klar, dass es dabei eine Sicherungsschraube unter(!) dem Fertigungsetikett gibt, die man vorher lösen müsste. Ich habe es ohne probiert und das ging auch..., aber der Deckel brach ein Stück aus. Selbst, wenn man das beachtet, gelang es mir bei einem anderen Exemplar nicht, ihn abzuschieben, ohne dass die filigranen Haltestege am Batteriefach abbrechen. Danach hält der Deckel nicht mehr richtig. Also sehr vorsichtig damit umgehen.

Die Zelle ist nicht eingelötet, sondern straff in einen Batteriehalter eingeklemmt. Das ist praktisch zum Austauschen und Messen, könnte später aber erhöhte Übergangswiderstände, also Spannungsabfälle, bewirken. Außerdem sind bei Austausch der Zelle die Abmessungen genau zu beachten (Länge max. 65,0 mm).

Der Ein-/Ausschalter besteht aus einer Micro-Taste. Sie ist so verbaut, dass man sie nicht versehentlich betätigen kann. Das soll verhindern, dass bei Nichtgebrauch die Batterie unbeabsichtigt eingeschaltet wird, die sich dann über die Zeit entlädt, auch wenn kein Gerät angesteckt ist. Allerdings ist es auch sehr umständlich, sie zu bedienen, was eigentlich nur mit dem Fingernagel glückt.

Spannungs- und Leistungsangaben

Die angegebene Spannungskonstanz mit 5 % bei 12 V (11,4-12,6 V) passt bei Netzbetrieb gut. Zwischen 0 und 2 A schwankt die Ausgangsspannung um +4,8% (0 A)/-0,5% (2 A). Gemessen hinter einer NV-Kupplung am Kabelende des Adapters.

Bei Batteriebetrieb (Zelle voll geladen) liegt die gemessene Ausgangsspannung bei -0,3% (0 A)/-2,3% (2 A). Allerdings machte sich bei Nachmessungen mit 2 A ein erhöhter/geänderter Kontaktwiderstand am Zellenhalter bemerkbar, der zu einem größeren Spannungsabfall führte. Durch axiales Drehen der Zelle im Halter wurde der Kontakt wieder verbessert. Hier wäre eine eingelötete Zellenversion also schon betriebssicherer.

Die Angabe der zulässigen Belastung ist völlig unklar. Auf der WebSite heißt es "12 W", aber es wird nicht erklärt, was der Zusatz "höchstens 25 W" bedeuten soll. In der Beschreibung und dem Datenblatt wird hingegen uneingeschränkt von 25 W geschrieben. Im Hinblick auf die Leistungseigenschaften der Zelle (s.u.) halte ich max. 12 W bzw. 1,0 A für vertretbar.

Der Wirkungsgrad zwischen Ausgangsleistung und Batterieleistungsabgabe beträgt bei voller Zelle (also anfangs)

Mit abnehmender Zellspannung muss zur Aufrechterhaltung der Leistungsabgabe der entnommene Zellenstrom allerdings ansteigen, wodurch der Wirkungsgrad zurück geht.

Pufferzeiten

Die angegebenen Pufferzeiten sind völlig sinnlos, weil nicht genau angegeben wird, welcher Laststrom gemeint ist. Was soll denn ein Router "12V/1,0A", wie in der Beschreibung genannt, bedeuten? Jedenfalls nicht Laststrom 1,0 A. Auf der Website wird das näher spezifiziert und da steht dann auch "0,4 A". Darauf muss man erst einmal kommen.

Dennoch stimmen diese Angaben nicht. Wie auch schon andere Rezensenten festgestellt haben, sind die Werte viel zu optimistisch angegeben. Bei 0,5 A Laststrom erreiche ich bei mehreren Versuchen nur 80 Minuten. Interpoliert für 0,4 A (Router "12V/1A") bedeutet das 100 Min, nicht 150. Wenn der Router "12V/2,0A" vielleicht 1 A ziehen sollte, kann die Zelle unmöglich 1 1/2 Stunden durchhalten. Mit umgerechnet 40 Min könnte man rechnen. Nur überlebt das die Zelle wahrscheinlich nicht, siehe Text unten.

Als Abschaltspannung (Entladeschlussspannung) wird bei dem Adapter 3,0 V verwendet. Nach Datenblatt der Zelle gilt die Kapazitätsangabe allerdings für 2,75 V. Daher können die 2600 mAh nicht vollständig genutzt werden, man liegt so aber auch auf der sicheren Seite.

Wenn der Adapter nicht am Netz hängt, wird die Zelle selbst im Leerlauf mit rund 100 mA belastet. Daher sollte man in dem Fall den Adapter abschalten.

Ladestrom, Ladedauer

Der Hersteller gibt an, dass die Zelle innerhalb 3 Stunden auf 90 % aufgeladen sein würde. Beim Beginn der Ladung fängt die LED an, langsam zu blinken (bei Entladung blinkt sie schnell).

Das Verhalten des gemessenen Ladestroms ist sehr seltsam und hat mich an der korrekten Funktion meiner Messgeräte zweifeln lassen. Ein LiIon-Akku sollte anfangs mit festem Strom (CC) und bei Erreichen der Schlussspannung (4,2 V) mit konstanter Spannung (CV) geladen werden, und bei Erreichen von 0,05C (hier also 130 mA) beendet werden. Die hier verwendete Ladeschaltung erfüllt keines dieser Bedingungen. Der Ladestrom steigt bei vollständig entladener Zelle von anfangs 0,55 A (3,5 V) innerhalb einer viertel Stunde auf 1,7 A (3,6 V), fällt dann innerhalb weniger Minuten auf 1,2 A (3,7 V), um dann innerhalb 5 Minuten wieder auf 2,2 A (3,8 V) zu springen. Danach fällt der Strom wieder ziemlich stetig innerhalb weiterer 1 1/2 Stunden auf unter 0,45 A mit dem Erreichen von 4,2 V Zellenspannung. Die LED geht aber bereits bei noch 1,0 A Ladestrom (4,1 V) wieder auf Dauerlicht zurück. Dennoch wird danach noch weiter geladen. Nach insgesamt über 2 1/2 Stunden Laden war der Ladestrom auf unter 0,11 A abgesunken, wurde aber nicht abgeschaltet. 10 weitere Stunden später floss noch immer ein Reststrom von 0,01 A.

Es ist mir unerklärlich, warum die LED nicht das Ende der Ladung anzeigt wie beschrieben. Möglicherweise soll das nur den 90 %-Punkt markieren, so dass die Ladung noch weitergeht.

Kenndaten der LiIon-Zelle

Belastungsgrenzen

Die angegebenen Belastungswerte erscheinen in einem bedrohlicherem Licht, wenn man sich die Stromverhältnisse an der Zelle ansieht. Beispiele für den gemessenen Zellenstrom bei unterschiedlichen Lastströmen:

Wenn man aber berücksichtigt, dass der oben angegebene Zellenstrom bei gleicher Leistungsabgabe mit abnehmender Zellenspannung (weiterer Entladung) ansteigen muss, würden sich rechnerisch bei der verwendeten Entladeschlussspannung von 3,0 V die folgenden Zellenströme einstellen:

Wenn man hier den nach Spezifikation maximal zulässigen Entladestrom von 5,2 A zugrunde legt, dürfte man allenfalls 1,1 A Laststrom ziehen. Eine Beschränkung auf rund 1,0 A (12 W) wäre also anzuraten.

Dass es unter Umständen (welchen?) möglich sein soll, bis zu 2,1 A (25 W) zu entnehmen, was einen Zellenstrom von 10 A bedeuten würde, ist völlig unplausibel. So kann man die Zelle sicher ruinieren.

Die Messung des Zellenstroms habe ich nicht mit einem Shunt-Amperemeter vorgenommen, sondern mit einer Gleichstromzange (VC-330), um den Spannungsabfall zu vermeiden.

Hinweis:

Vor dem Einsatz dieser Stromversorgung ist unbedingt zu prüfen, ob das zu versorgende Gerät wirklich mit 12 V arbeitet und welche Stromaufnahme das Gerät im Durchschnitt hat. Zur groben Orientierung kann man den auf dem Typenschild bzw. dem zugehörigen Steckernetzteil aufgedruckten Nennwert der Stromaufnahme bzw. Stromabgabe ablesen, der vermutlich 2-3 mal höher liegen dürfte, als der mittlere Stromverbrauch. Bei einem Router wird man mit mehr als 1 A rechnen müssen, was aber auch von den Einstellungen und genutzten Funktionen (z.B. WLAN, Telefon) abhängt. Um den PowerWalker nicht zu überlasten, ist die Messung der Stromaufnahme sehr zu empfehlen.

Zum Beispiel gibt es bei den Switch GS60x und FS60x von Netgear ganz unterschiedliche Spannungs-/Stromversionen:

(erstellt 11.05.2021, geändert 15.05.2021)

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© Reinhard Weiß 2021 - letzte Änderung: 22.05.2021 17:25 / 1