スマホの充電時間が4分の1に USB PDの魅力

日経PC21

写真はイメージ=PIXTA
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USB PD(USB Power Delivery)は、従来のUSB端子よりも大電力を供給できるUSBの規格だ。パソコンやスマホの電源端子として広く使われており、従来のUSB端子に比べ多くのメリットがある。対応機器同士のみで利用できる。

USB PD対応スマホの場合、従来よりも高速に充電できる。1時間程度で満充電になるスマホもある(図1)。電源端子はUSBタイプCで共通化されるため、1つの充電器でパソコンとスマホを充電できる。電源端子として使わないときは、USB端子として使用できるのも利便性が高い(図2)。

図1 USBパワーデリバリー(以下、USB PD)対応の充電器とスマホを使うと、通常だと満充電に4時間かかるのがたった1時間で終わる。すぐに充電したいときに便利
図2 USB PDは、端子にUSBタイプCを利用する。パソコンとスマホで同じ端子を使うため、電力さえ合えばパソコンの充電器でスマホを、またその逆も充電できる

また、ケーブルも同じなので、USBタイプCケーブルがあればよい(図3)。パソコンの電源アダプターは専用品が多いが、USB PD対応パソコンなら、USB PD対応の他機種やサードパーティー製の充電器も流用できる(図4)。同様に、モバイルバッテリーでもパソコンを充電しやすい(図5)。

図3 USB PDで使うケーブルは、USBタイプCのみ。パソコンとスマホでケーブルを変える必要がない
図4 USB PD対応のパソコンなら、付属の電源アダプター以外に、USB PD対応の充電器でも充電できる。ただしその場合、充電器がパソコンの充電に必要な電力を供給できるのが条件となる
図5 十分な電力を供給できるモバイルバッテリーならば、パソコンの充電にも使える。万が一の際に便利

USB タイプCを使うことで、接続した状況に応じデータ転送や電力供給の方向を自動的に切り替えられ、複数の役割をケーブル1本にまとめられる。例えばUSB PD対応のディスプレイとノートパソコンを接続すると、ディスプレイからノートパソコンに給電しつつ、ノートパソコンからディスプレイに映像を出力できる(図6)。

図6 通信や電力供給の向きは、接続した状況によって自動で切り替えられる。写真はUSB PD対応のディスプレーからノートパソコンを充電しつつ、ディスプレーに画面を出力した例

電圧や電流を高めて電力を増やす

USB PDは、USB端子の電圧を最大20V、電流を最大5Aまで増やし、最大100Wの電力を供給できる(図7)。電圧や電流は、接続相手の機種や状況に応じて変化する。

図7 USB PDは、USB端子の電圧を最大20V、電流を最大5Aまで高め、最大100Wの電力供給を実現した規格だ。対応製品同士でのみ利用できる。USB端子では電力不足で実現が難しかった、パソコンへの給電や周辺機器の動作も可能としている

USB PDを利用できるのは対応の機器同士のみ。USB PD対応の充電器に、充電したいUSB PD対応機器を接続すると、最初に充電器は相手の許容電力を確認し、その範囲内で電力を供給する。非対応の機器を挿すと、通常のUSB端子として電力を供給するため、非対応の機器を接続しても、過電圧で壊れることはない(図8)。

図8 USB PD はUSBタイプC端子の信号線を使い、充電器が電力を本格供給する前に、接続相手が受け取れる電力を確認してから、電圧を上げる。一方、USB PD非対応の機器を接続すると非対応の機器と認識し、従来のUSB端子と同じ5Vで出力される

電圧や電流は「パワールール」という仕組みに沿って供給されるため、USB PD機器同士の接続でも予期しない過電圧や過電流は発生しないとしている。

USB PDでは、認証チップ付きのケーブルの利用を推奨している。電流が3Aまでなら認証チップがないケーブルでも利用可能だ。ただし、それを超える場合は必要となる。USB PDのほかに「クイックチャージ」や「パワーIQ」といった独自規格に対応した充電器も多く見られるが、それらの最新版はUSB PDと互換性がある。

USB PDの充電器を購入するときは、最大出力電力に注目する。例えばUSB PD対応のノートパソコンが充電に45Wを要求しているときは、45W以上の充電器を用意すればよい。必要な電力はパソコンやスマホの仕様に記載されている。製品によって異なるため、必ず確認したい。記載がなければ純正の充電器を調べ、それ以上の電力を出力できる製品を買えばよい。

モバイルバッテリーでパソコンが駆動

USB PD対応の充電器やモバイルバッテリーは、必ず本体に電源出力が記載されている。それを見れば最大出力電力がわかる。図9は必要とする電力の目安だ。最大出力電力さえ適合していれば、モバイルバッテリーでもパソコンに給電できる。メーカーによっては独自電源端子をUSBタイプCに変換し、USB PDの充電器で充電できるアクセサリーも販売されている(図9)。

図9 主な製品が充電に必要とする電力を調べた。スマホなら27W以上、タブレットなら45W以上、モバイルノートパソコンなら60W以上を出力できる製品が欲しいところだ

最新のiPhoneは急速充電をうたうが、これもUSB PDの一種だ。純正の充電器以外でも、USB PD対応の充電器を利用すれば、急速充電に対応す(図10)る。

図10 「iPhone X」以降のiPhoneは「急速充電」という機能を備えるが、これは実質USB PDだ。USB PD対応のUSB充電器やモバイルバッテリーと「USB-C -Lightning」ケーブルを組み合わせると、急速充電を利用できる

USB PDは、必要な電力が小さめのモバイルパソコンでの採用が多い。近年は充電器の小型化が進み、パソコンも充電できる電力を出力できる製品でも、手のひらサイズが多い。モバイルバッテリーも多く発売されている。

最後にUSB PD対応の充電器とモバイルバッテリーの製品をいくつか紹介しよう。

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