急速 充電 について

ギモンくん
急速充電とPC充電とどう違うの？ 

 

オハナシくん
本来、USB規格で規定された最大電流はDC5V/500mAでした。また、パソコンのUSBポートからの充電や、DC5V/500ｍAまでのACアダプタで充電した場合など、500mA以下で行う充電を「PC充電」や「USB充電」などと呼ばれたりします。

 

ギモンくん
じゃあ、急速充電は？

 

オハナシくん
スマートフォンやモバイルバッテリー等の大きな充電容量を持つ機器が増え始め、上限500mAの電流では満充電までに時間がかかってしまうことから、いつの頃か500mAを超える電流で充電されるようになりました。これを一般的に「AC充電」または、「急速充電」とも呼ばれ始めました。

PC 充電 とAC 充電 の違い

＊
どちらのモードで充電されているか、機器によっては左図のように判別できるものがあります。

MicroUSB 急速充電 2A 対応

ギモンくん
よく【急速充電/2Aまで対応】とかの表記を見るけど、これってどういう意味？ 急速充電＝2Aってこと？

オハナシくん
違います。急速充電＝2Aではありません。これらの表記は「2Aまでは電流が流れても大丈夫です」という意味なのです。

 

各社スマートフォン充電時の最大電流は、実質おおよそDC5V/1.0～1.2A、iPhoneでもおおよそ1.0Aの電流が流れます。（注：画面を表示させながら充電する場合はもう少し電流が流れます(+0.1～0.2A程)）

充電 イメージ

ちなみにスマートフォンやiPhoneは電池の充電残量によって充電電流は変化していきます。概ね電池残量が10％～80％程の間のときに最大電流値で充電が行われますが、10％以下や90％以上の時では少ない電流で充電が行われています。常に最大電流で充電されているわけではありません。（注：全ての機種がこのような仕組みを持ってるとは限りません）

＊docomoさんの「急速充電2」はまた別の意味を指します。

 

定格電流値（最大）について

ギモンくん
次はアダプタの話だね。アダプタにはよく「DC5V/2A」って書かれてるけど、スマートフォンやiPhoneなどの機器に常時2Aに出力されてるって事？
※画像は「DC5V/2.5A」のものです。

USB-ACアダプタ ラベル見本

オハナシくん
それは誤解です。「DC5V/2A」と書かれているからといって常時2Aの出力をしているわけではありません。流れる電流は各機器が決定するものと考えてください。つまり、ACアダプタの電流定格値とは、出力できる能力の最大という意味です。

 

ギモンくん
アダプタっていろいろな種類があって、どれを使っていいかわからないよ
オハナシくん
たしかに。充電用ACアダプタには「DC5V/1A」や「DC5/1.5A」「DC5V/2A」のアダプタなど様々あります。

 

ギモンくん
スマートフォンを充電したいけど、1Aのアダプタだったらギリギリだね
オハナシくん
1Aまでしか出力できないアダプタは、実際のところ、各デバイスが要求する最大電流値のぎりぎりなので、2Aのアダプタと比べ余裕がない分、若干、充電時間が長くなる物が多いです。また、定格値が1Aと書いてあっても1.2A程度ならば、ほとんどのACアダプタでは出力可能です。

 

ギモンくん
だったら1Aでも大丈夫だね！
オハナシくん
ただし、中には厳密な出力制限回路を持つアダプタもありますし、品質に優れた物でなければ、その定格値の限界ぎりぎり(90～100％)での使用でも、あまりお勧めはできません。定格値以上の状態で使用され続けるとアダプタの製品寿命が短くなって早く壊れやすくなるので、使用機器の消費電流より少し給電能力に余裕のある物の使用が望ましいです。

 

ギモンくん
どれぐらいの余裕があれば安心して使えるの？
オハナシくん
一般的なACアダプタでは、約50～70％程度(少なくても80％以下)での使用が望ましいです。なので、各社スマートフォンやiPhoneの場合では、1.8A以上出力可能なACアダプタを使用するのがベストです。

 

※iPad、iQOSなどは充電時最大1.8A程の電流が流れますので、これらを充電する場合は2.3A以上のACアダプタをおすすめします。

 

 

USB-ACアダプタ イメージ

弊社のACアダプタ【ADC-1205U-01】は定格2.5Aの製品となっていますので、スマートフォンやiPhoneはもとより、iPadやiQOS、様々なモバイルバッテリーの充電にも十分対応できる製品となっております。

USB Type-Cケーブルの話

USB Type-C ケーブル イメージ

 

Type-Cコネクタは裏表どちらでも挿し込めます

左図のようにType-Cの端子はどちらの向きでも挿す事が可能で、「DC5V/3A」という大きな電流を流せるように意図されています。
最近の新しいスマートフォンやNintendo Switchでも採用され、今後ますます採用機種が増えると想定されます。

この端子を使用するケーブルは、その種類(両方の端子の組み合わせ等々)によっていくつかのルールが”USB規格”や”BC(BatteryCharging)規格”により定められています。

両端が【USB Type-C－USB Type-C】のケーブルの場合、DC5V/3Aを許容される規格となります。

 コネクタ イメージ

 

両端が【USBスタンダードーUSB Type-C】ケーブルの場合、パソコンに接続されることが前提のケーブルですので、USBデフォルト値での電力でしか許容させてはいけません。

コネクタ イメージ

 

これは具体的に、端子内CCライン-VBusライン間のプルアップ抵抗が10kΩなのか56kΩなのかの違いなのですが、この【USBスタンダードAーUSB TypeC】のケーブルであるにも関わらず、3Aを許容する意味合いを持つ「10kΩ」を実装した製品が市場に多々見受けられます。この類のケーブルを使用すると、 icon-exclamation-circle  最悪のケースではパソコンの破壊、ACアダプタが壊れる、出火する可能性 が想定されます。

 

一般ユーザーでは見た目や使用上で判別できない箇所ですので、弊社ではしっかりと技術的検証を元に開発＆生産を行っております。

※弊社製品【UC11-03S】は56kΩを実装した製品です。またUSB2.0規格に準じた製品ですので端子内のバイパスコンデンサは実装していません。

 

3in1ケーブルの話

弊社3in1ケーブル【UC31-01】は、充電端子が異なる機器(Lightning、MicroUSB、Type-C)を複数台お持ちでも、1本のケーブルでまかなえることできます。無論、電源の分岐ケーブルですので3台同時充電も可能です。

※ケーブルの許容電流は2Aですので、複数台同時充電はあまり常用しないでください。また、複数台同時充電ができていても、電気の並列接続＆ケーブルの電圧降下等でそれぞれに流れる電流は必ず少なくなりますので充電時間が単独接続の時より長くなることをご承知おきください。

3in1ケーブル イメージ

しかし、使用されているACアダプタの規定出力や、各デバイスの充電残量の兼ね合いによっては3台同時に充電できないタイミングがありますので、ご承知おきください。

 

3in1ケーブル 使用例

 

一番影響を受けやすいのはiPhoneです。

例えば、MicroUSB端子やType-C端子に約20％の残量状態のスマートフォン等、大きな充電電流を必要とするタイミングで接続された場合、さらに使用しているACアダプタの供給電力が追いつかなかった場合、最後にiPhoneをライトニングコネクタに接続しても充電が開始されません。
これはiPhoneでは充電電圧が4.5Vを下回るような状況の場合、充電を停止する仕組みになっているものと考えます。
スマートフォンやモバイルバッテリーでは、流れる電流こそ少なくなりますが･･･4.5V程度になっても、かろうじて充電を行う機器が多く、それゆえ、「充電中マーク」が点灯されるために「iPhoneだけ充電されていない！」という現象になります。

ちなみに、iPhoneが充電停止になった際、他の機器を外してもiPhoneの充電は再開されません。iPhoneに接続していたライトニングコネクタを一旦抜き差しする必要がありますのでご注意ください。（2017年5月検証時）

※iPad、iQOS、モバイルバッテリー等の充電の場合、必ず単独での接続としてください。

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