充電タイプPD(Power Delivery)、QC(Quick Charge)の意味、解説

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Power DeliveryとQuick Chargeは、充電器(スマートフォンの充電器、ノートパソコンの充電器、パワーバンク)と機器本体との間で情報をやり取りするための規格です。電力を受け取る側の機器は、電力を与える側の機器に、充電に必要な電圧を伝える。

Power DeliveryとQuick Chargeが何であったかを少し説明すると、最初のUSBが発明されたとき、それは4つのピンしかなく、USBに接続されているデバイスに情報と電力を転送するために設計されました。USBは当初の仕様では電流0,5A、電圧5Vをサポートしていました。その後の電流で負荷が増え始め、1Aや2Aの電流を持つポートも見受けられるようになりました。

しかし、携帯電話やパソコンのメーカーが機器を改良し、携帯電話やノートパソコンを急速充電する機能が登場した。しかし、5VのUSBでは急速充電ができなかった。電圧が低く、電流が非常に大きいため、ポートが大電流で溶けてしまうのだ。

より少ない電流で充電電圧を上げることが必要であることが明らかになったのです。

18Wの充電器から携帯電話を急速充電できることを例に考えてみましょう。充電電圧が5Vの場合、電線に流れる電流は3.6Aになります。しかし、スマホが12Vの急速充電に対応していれば、電流は1.5Aにしかならない。そのため、ノートパソコンは主に20~48ボルトで充電することになります。しかし、5Vと12V、どちらの電圧でスマホを充電するかは、どのように判断すればよいのでしょうか。ここで、Apple社が新たに発表したUSBタイプCとLightningポートが、充電器が必要とする充電電圧への情報転送に対応し始めたのです。それが、デバイスに電力を転送するための規格、Power DeliveryとQuick Chargeの始まりです。

パワーデリバリーとクイックチャージ

Power DeliveryとQuick Chargeは、通信プロトコルと充電アルゴリズムが異なるだけです。また、Quick Charge 4からはPower Deliveryと互換性があります。

Power Deliveryは、USBの規格を策定しているUSB Implementers Forumが開発したものです。

Quick Charge – Qualcommの開発によるもの

2010年の初めに、高速充電ガジェットのための技術の開発は、クアルコムだけでなく、他の企業がこのセグメントで主導的な地位を取ろうとして従事している。このようなプロトコルもある。

  • MediaTek Pump Express
  • サムスンアダプティブファストチャージング
  • Oppo Super VOOC Flash Chargeは、OnePlusデバイスではDash ChargeまたはWarp Charge、RealmeデバイスではDart Chargeとも呼ばれる。
  • Huawei SuperCharge
  • Anker PowerIQ
  • Google急速充電
  • モトローラ TurboPower

しかし、これらのプロトコルは広く使われているわけではありません。最も普及していたのはPower Deliveryで、一部のApple製デバイスを含む多くのデバイスでサポートされています。Quick Chargeも、Qualcomm社のプロセッサを搭載した一部の端末や、中国メーカーの充電器などで主に使われている。Power Deliveryプロトコルに対応したことで、Quick Chargeの利用が拡大した。

Power DeliveryとQuick Chargeのしくみ

先ほども言ったように、PDやQCプロトコルで電力を受け取るデバイスは、電力を与えるデバイスに充電に必要な電圧を伝えます。最新のプロトコルでは、急速充電や充電アルゴリズムをカスタマイズできるなど、さまざまな機能が搭載されている。例えば、電池の寿命を延ばすために、電池容量の80%までは急速充電を行い、80%に達した後は標準充電を行う。デバイスへの充電は充電専用の配線で行い、コントローラーは別の信号線で充電電圧を制御します。USB Cの仕様を参照すると、フル装備のケーブルはかなり複雑な構造になっています。残念ながら、USB Type Cのケーブルメーカーはお金を節約して、特定のニーズに特化したケーブルを製造しています。

Power DeliveryとQuick Chargeに対応したケーブルは?

制御信号を伝える線があるため、急速充電に対応しているのはUSB C to USB Cケーブルだけだと知っておくとよいでしょう。”でも、急速充電に対応したUSB A to USB Cケーブルが売られているのを見たことがある “と言われそうですが。

そんなことはありません。一部のメーカーがQC対応のUSB Aケーブルを販売していると言って、ごまかしているだけです。そのようなケーブルはQCに対応していません。そのようなケーブルは、高品質の素材(銅)で作られており、充電器から充電される機器に電流を流すのに十分な断面を持っており、機器自体は必要なだけの電力を引き出します。18WのUSB Aスマホ充電器の場合、デフォルトで3アンペアの定格になっています。スマートフォンには急速充電機能が搭載されているため、デフォルトで3アンペアを消費している可能性があります。しかし、これは決してQCサポートを意味するものではありません。

Power DeliveryとQuick Chargeでサポートされる電圧、電流、電力

急速充電器のパワーアップの原理は、電流は同じで電圧が高くなり、当然、機器の充電パワーが上がるというものです。

規格によると、Power DeliveryとQuick Chargeはこのような仕様になっています。

電圧 (V)電流(A)定格電力(W)ケーブルタイプ
+53.015標準 パワーレンジ (SPR)
+93.027標準 パワーレンジ (SPR)
+153.045標準 パワーレンジ (SPR)
+205.0100標準 パワーレンジ (SPR)
+285.0140エクステンド パワーレンジ (EPR)
+365.0180エクステンド パワーレンジ (EPR)
+485.0240エクステンド パワーレンジ (EPR)

中国メーカーは、さらに12Vと24Vのサポートを追加しました。これらの電圧は、機器の充電用ではなく、バックアップとして、あるいは主電源がないときに機器に電力を供給するために需要があるものです。ルーターや監視カメラへの給電に必要とされるのです。例えば、Baseus Power Banksは12Vをサポートしています。ルーターへの給電には、独自のケーブルUSB C to DCを使用します。このケーブルには、パワーバンクが出力すべき電圧を判断するチップが内蔵されています。

スタンダード・パワー・レンジ(SPR)とエクステンド・パワー・レンジ(EPR)の比較

SPRとEPRの違いはこうです。

SPRはCC線で信号を伝達し、電源はその信号を受信すると特定の電圧を出力し始める。充電中は、電圧の調節ができなくなる。

EPR – V CONN線は電源に信号を送るためのもので、充電中はデバイス同士が通信し、充電に合わせて0.1V単位で電圧を変化させることができる。

100Wや240Wの充電機能を持つUSB Cケーブルを見かけたことがあるかと思います。そうです。規格上、このようなケーブルにはEPRマークが必要なのですが、これが尊重されることはありません。

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