Power Delivery（PD）および Quick Charge（QC）は、高速充電規格です。これにより、デバイスは必要な電圧を要求し、充電器は出力パラメータを調整できます。その結果、1つのUSBポートで複数の電圧レベルと、それに対応する充電電流を供給できるようになります。
初期のUSB規格では、5V・0.5Aの電力供給が行われていました。その後の規格では電流が1Aおよび2Aに増加しました。しかし、5Vでより高い電力を供給するには、さらに大きな電流が必要となり、その結果として導体の断面積を増やし、充電ケーブルを太くする必要がありました。もちろん、指ほどの太さのケーブルを使いたい人はいません。
高速充電は、電流ではなく電圧を上げることでこの問題を解決します。例えば、5Vで18Wを供給するには3.6Aが必要ですが、12Vではわずか1.5Aで済みます。これにより、導体の断面積を増やす必要性が低減されます。スマートフォンは通常5Vを使用しますが、ノートパソコンは一般的に20～48Vで充電され、65W以上の電源アダプターを使用します。
高速充電規格
Power Delivery（PD）と Quick Charge（QC）の主な違いは通信プロトコルにあります。Power DeliveryはUSB Implementers Forumによって開発されたオープン規格であり、Quick ChargeはQualcommが開発した独自技術です。Quick Charge 4以降ではPower Deliveryへの対応が追加され、両規格間の互換性が大幅に向上しました。
2010年代初頭、多くのメーカーが独自の高速充電技術を導入しました。その中には、MediaTek Pump Express、Samsung Adaptive Fast Charging、Oppo Super VOOC、Huawei SuperCharge、Anker PowerIQ、Google Fast Charging、Motorola TurboPowerなどがあります。しかし、これらの多くは広く普及するには至りませんでした。
その後、Power DeliveryはApple製品を含む幅広いデバイスで利用可能な、最も広くサポートされる高速充電規格となりました。一方、Quick ChargeはQualcommプロセッサ搭載デバイスやさまざまなメーカーの充電器で人気を集めました。Power Deliveryへの対応が追加されたことで、その汎用性はさらに向上しました。
充電の仕組み
Power DeliveryとQuick Chargeはどちらも、デバイスと電源との間の通信に基づいて動作します。
デバイスが接続されると、充電用の電圧が供給される前に、信号線を通じて制御信号が送信されます。簡単に言えば、必要な電圧レベルが要求されます。充電器またはモバイルバッテリーは、必要なパラメータに関する情報を受け取ると、電源線を通じて適切な電圧を供給します。
このプロセスには通常USB Type-Cコネクタが使用されます。フル機能のケーブルは、データ通信や電力ネゴシエーションをサポートする複雑な内部構造を備えています。しかし、すべてのUSB Type-Cケーブルが同じというわけではありません。コスト削減のために簡略化されたケーブルも多く、その場合は充電速度が制限されることがあります。
Power DeliveryおよびQuick Chargeでサポートされる電圧
高速充電は、直流電流のレベルを維持しながら電圧を上げることで出力電力を増加させます。各規格でサポートされる電圧は以下のとおりです。
| 電圧（V） | 電流（A） | 電力（W） | ケーブルタイプ |
|---|---|---|---|
| 5V | 3.0A | 15W | Standard Power Range (SPR) |
| 9V | 3.0A | 27W | Standard Power Range (SPR) |
| 15V | 3.0A | 45W | Standard Power Range (SPR) |
| 20V | 5.0A | 100W | Standard Power Range (SPR) |
| 28V | 5.0A | 140W | Extended Power Range (EPR) |
| 36V | 5.0A | 180W | Extended Power Range (EPR) |
| 48V | 5.0A | 240W | Extended Power Range (EPR) |
中国メーカーは、12Vおよび24V出力への対応を追加することで、サポートされる電圧範囲を拡張しました。これらは主に充電以外の用途で使用されます。例えば、モバイルバッテリーをルーターや監視カメラの電源として利用できます。たとえば、一部のBaseus製モバイルバッテリーは12V出力をサポートしています。このようなデバイスでは、必要な出力電圧を判別するためのチップを内蔵したUSB-C–DCケーブルなどの特殊なケーブルがよく使用されます。
充電器とデバイス間のデータ通信規格
デバイス間のデータ通信には、SRPとEPRの2つの規格があります。
SRP（Standard Power Range）
これは基本モードです。デバイスと充電器の通信はCCラインを介して行われます。デバイスが必要な電圧を指定し、充電器はその電圧を固定値として供給します。充電中にパラメータが変化することはありません。
EPR（Extended Power Range）
これはより高度なモードです。追加のVCONNラインを使用し、デバイスと充電器が継続的にデータを交換できるようにします。これにより、充電中でも高精度かつ細かなステップで電圧を調整できます。
これは主にバッテリー寿命を延ばすために設計されています。充電率が70％に達するまではデバイスは最大電力を消費し、その後は満充電に近づくにつれて徐々に消費電力を下げます。
100W対応、特に240W対応のケーブルはEPR規格をサポートしている必要があります。通常は対応を示す表示がありますが、実際には必ずしもそうとは限りません。
