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USB Type-C 240W:電力の未来を切り拓く!
2022-03-17 255


XNUMXつ

USB PD急速充電規格の大幅なアップデート



最近、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)の標準化団体であるUSB-IFは、USB PDプロトコル3.1仕様の改訂を発表し、USB Type-Cの最大電力を100W(20V、5A)から240W(48V、5A)に引き上げた。


同時に、USB Type-C規格もバージョン2.1に更新され、より高い充電電力というアプリケーションニーズに対応するため、240Wケーブルの要件が定義されました。これは、2019年8月のUSB Type-C 2.0規格以降、USB標準化団体がUSB-Cインターフェースの機械的および電子的特性に対して行った大幅な改訂となります。



USB-IFが更新したUSB Type-Cケーブルおよびインターフェース規格v2.1では、充電電力は最大240Wまで対応可能となり、「拡張電力範囲(Extended Power Range)」と呼ばれています。これは、現行規格の最大100Wの2倍以上です。ただし、240W PDに対応するには、新しいUSB-Cケーブルが必要です。



新しいUSB PDプロトコルは、特に100~240Wの範囲(比較的低電力)の製品に対して、より厳格な充電プロトコルを規定している。

USB PD プロトコル 3.1 仕様の新機能:


1) XNUMX つの新しい固定電圧が追加されました。

  • 28Vの電圧、100W以上の電力に使用。
  • 36Vの電圧、140W以上で使用
  • 48Vの電圧、180W以上で使用

さらに、以前に定義された固定電圧である5V、9V、15V、および20Vも含まれる。

2) 新しい調整可能な電圧モード

利用可能な電力に応じて、15Vから最大3つの電圧(28V、36V、48V)のいずれかまで対応可能です。


2

幅広い用途に対応し、あらゆるものを充電できます。



USB PD3​​.1規格は、電源業界を「あらゆるものが充電できる」時代へと押し上げ、USB PD急速充電規格の適用範囲をますます広げている。

画像出典:充電ヘッドネットワーク

例えば、ゲーミングノートパソコンやモニターなどの機器の場合、充電電圧はほとんどの場合20V以下です。USB PD3​​.1急速充電規格を適用する場合、100Wを超える高出力充電要件を満たすために、コンピューターの入力側に降圧回路を追加するだけで済みます。

電動工具、電動自転車、産業用電源装置、または高電圧電源を必要とする機器など、複数の直列リチウムイオン電池を使用する機器の場合、直列電池パックの高電圧特性により、USB PD3​​.1の拡張電力範囲の電圧を介して直接対応できます。

USB PD3​​.1規格は、USB PD急速充電規格の汎用性をさらに向上させます。電圧と電力範囲は、ノートパソコン、モニター、電動工具、産業用電源、サーバーなど、さまざまな製品をカバーし、「あらゆるものを充電できる」という真の実現を可能にします。同時に、USB Type-Cインターフェースの統一化も実現します。USB Type-Cインターフェースの特長は、よりスリムなデザイン、より高速な伝送速度、そしてより強力な電力伝送です。


データ、電源、ビデオ、オーディオ、ネットワークなど様々な機能を統合したUSB Type-Cインターフェースのおかげで、スマートフォン、タブレット、ノートパソコン、デスクトップパソコン、モニターなどのスマートハードウェアデバイスをはじめ、充電器、モバイルハードドライブ、ヘッドホン、USBメモリ、モバイル電源、データケーブル、カメラ、シェーバーなど、その他多くのアクセサリーに広く利用されています。

USB PD3​​.1規格は、モニター、サーバー、電動工具、セキュリティ用PoE電源、DCモーターなどの分野におけるUSB Type-Cインターフェースの応用範囲をさらに拡大するでしょう。

QC急速充電とPD急速充電



現在、主流となっている急速充電方式は2種類あり、1つはクアルコムが主導するQC急速充電、もう1つはPD急速充電である。


テクノロジー

急速充電 (QC)

USB Power Delivery(PD)

Developer

クアルコム

USB開発者アライアンス

ロゴロゴ

 

 

歴史バージョン

QC 1.0/2.0/3.0/4/4+/5

PD1.0/2.0/3.0/3.1

最大出力

100W

240W

通信プロトコル

急速充電

USB PD 3.0対応

USB PD

お願い

充電器がQC急速充電技術に対応し、認証を取得している限り、そのロゴがケースに表示されます。

USB-PD認証を取得すれば、対応するロゴが表示されます。


QC急速充電


Quick Charge(QC)は、Qualcommが開発した高速充電技術です。同社のSnapdragonシステムチップを搭載したAndroidスマートフォンであれば、どの機種でもこの高速充電技術を利用できます。Snapdragonプロセッサを搭載した様々なスマートフォンに対応しているだけでなく、他社製のプロセッサにも対応している機種もあります。


テクノロジー
電圧
現在
最大出力 発売日
QC1.0
5V 2A 10W 2013
QC2.0  5V、9V、12V 2A、1.67A  18W 2014
QC3.0 3.6V~20V、200mVのダイナミック増分 2.5Aまたは4.6A 22W 2015
QC4.0 5V、9V 3A
4.7A〜5.6A

28W
2016
QC4.0+  5V、9V(USB-PD)

3V~5.9Vまたは3V~11V(20mV刻み)(USB-PD 3.0プログラマブル電源使用時)

3.6V~20V、200mV刻み(QC充電器)
3A(USB-PD)
2.5Aまたは4.6A(QC)
28W 2017
QC5 5V、9V、12V、15V、20V 3A、5Aor>5A >45W 2020

USB PD急速充電


これはUSB-IF(USB-IF)が開発した急速充電規格です。この規格は、より高い電圧と電流を実現し、最大240Wの電力を供給でき、電力供給の方向を自由に切り替えることができます。


USB充電規格の開発経緯を見ると、USB PD急速充電規格がリリースされる以前は、ほとんどの機器はBC1.2プロトコルで充電されており、充電電力はわずか7.5Wで、使用範囲は携帯電話やデジタルカメラなどの製品に限られていたことがわかる。バッテリー容量が極めて小さい機能性携帯電話の充電に使用した場合でも、完了までに通常2~3時間かかっていた。

USB PD2.0規格が発表されるまでは、USB-Cが標準インターフェースとして規定され、最大100Wの急速充電が可能でした。その応用範囲は、従来のフィーチャーフォンからスマートフォン、ノートパソコン、一部のモニターなど、さまざまな製品分野に拡大しました。しかし、7年前には誇りとしていた100Wの出力が、今やUSB PD急速充電の発展を阻害する欠点となっていることを認めざるを得ません。

USB PD3​​.1規格の導入により、充電電圧規格が48Vに引き上げられただけでなく、出力電力も240Wに増加し、USB PD急速充電規格の適用範囲が拡大した。

まとめる



USB-C の現在の最大出力電力は 100W です。ノートパソコン業界では、100W の電力は薄型軽量ノートパソコンのほとんどしかカバーできません。一部の高性能ゲーミングノートパソコンも PD プロトコルをサポートしていますが、充電にしか使用できません。100W では、グラフィックカード + CPU の消費電力を満たすには程遠いです。240W にアップグレードすれば、ほとんどのノートパソコンの充電ニーズを基本的に満たすことができます。これは、将来的には、携帯電話、タブレット、ノートパソコンの充電ニーズを満たすために 1 つの充電器を持ち歩くことができ、携帯性が大幅に向上することを意味します。したがって、新しい Type-C 規格は普及を加速させると予測しています。ただし、新しい仕様では、ユーザーは 240W の充電電力を実現するために新しい USB 充電ヘッドと USB Type-C ケーブルが必要です。USB-IF は、「すべての新しい EPR ケーブルには外観に明確なマーキングが必要です」と述べています。240W 規格を満たすには、USB Type-C ケーブルは 5A 50V の電圧と電流をサポートする必要があります。したがって、この新規格は充電分野のサプライチェーン全体の刷新を促進するでしょう。私たちは新規格の動向を注視しており、最新の電源供給動向を知りたい方は、ぜひ当社のWeChat IDをフォローしてください。



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