2017年9月18日月曜日

USB Type-Cと充電かなUSB PDとかQC3とか

長らく続いていたUSB2.0しかない主にAndroidの外部接続環境が、USB3.1をはじめとするUSB Type-C,USB PDといった規格により進化をはじめた。Macで早くから採用されていたが、ここに来てAndroidやノートパソコンの充電環境といった側面からUSB PDのつかえるType-Cに関心が集まっているようだ。
スマホを取り巻く環境はどれくらい使えるようになっているのか、Type-Cを中心に見てみたい。
という名目のUSB PD製品使ってみたレビューか記録である。

新しいUSB

現在のUSBの規格はUSB3.1で、最大転送速度はUSB3.1 Gen.2の10Gbpsになる。多くの製品ではまだこの規格をサポートしておらず、USB3.0と互換性のあるUSB3.1 Gen.1にType-Cなどを絡めてUSB3.1としているのが現状のようだ。
Gen.2が使えるのはHDDやSSD、デスクトップPCなどか。
USB3.0からは高速通信用の端子が従来の端子と別れており、B端子側のサイズが大きくなってしまうのが問題でもあった。
これを解決してスマホでも使いやすいよう小型化するとともに両面挿せるType-Cはバージョンとは独立して規格化されているらしく、2.0(480Mbps)のもの、3.1 Gen.1(5Gpbs)のもの、3.1 Gen.2(10Gbps)のものがあり、microBのようにType-AとしてもType-Bとしても振る舞える。
Apple界隈では略してUSB-Cと呼ばれているようなので略していこう。
新しい規格にありがちな謳い文句に、統一されればこれひとつでシンプル簡単、のような謎のフレーズがあるが、増えれば増えるだけ混乱していくのでそこのところは間違ってはいけない。現状でもmicroBに統一されているわけでもないので減るのはずっと先のことになるはずだ。miniB、フルサイズB、wide microB、microB、A端子ぐらいの順に減っていくことになるのだろうか。USB-Cに統一されてはじめて2.0が減らせるスタートラインになるのだろう。

USB PD

USBを電源ケーブルとして使おうという流れは携帯電話時代からあり、Androidなどのスマートフォン、小型PC、Bluetoothなどの小型機器では完全に定着し、USBを前提としたモバイルバッテリー、充電器も定番になってしまった。
スマートフォンのバッテリーが大容量でなくても毎日充電が必要なぐらい大食い、というところで急速充電が普及しはじめたのはいつだったか、USB2.1の定格0.5Aより多く電流を流す充電器が出てきたり、QuickCharge、PowerIQなどにまとまり、QuickChargeでは9Vなど電圧を上げてより急速な充電ができるようにしたりで乱立していたが、USB PD 2.0にスマートフォン用の9Vが用意される頃からGoogleの舵取りで準備がはじまった、というのがまだ2017年の現状。USB-CでもQuickCharge 3.0が主流だったが、次のQuickCharge 4からはUSB PDに合わせていく方向のようでようやく標準に落ち着く。
USB PD 3では5V,9V,15V,20V、15Vまでは最大3A、20Vでは最大5Aの100Wまで対応できる。
60Wくらいまでの対応機器では3AまでのUSB PD対応ケーブル、60Wから100Wのときに5A対応のケーブルが必要になる。Type-A,Type-Bでは普及しなかったためか3.0からはType-Cのみ。
Appleがやらかしたノートパソコンを作ったおかげかUSB HUBでUSB PDに対応しているものも多いが、USB HUBの端子の組み合わせについてもまだType-Cだらけのものは少ない。

QuickCharge 3.0

4Vから20Vぐらいまでバッテリー残量や発熱状況から微調整してくれるらしい。スマホでは9Vぐらいまで対応しているようだ。Type-Aのものでは18W(9V 2Aなど)までが一般的で、QuickCharge 2.0とあまり
差が出ないというのはType-Aで比較しているため。Type-CのものではAnkerやdocomoが24Wくらいのものを出しているがいまや例外のような扱いに。例外かどうかは謎だがバッテリーやシガーソケットのものはType-Aで24Wに対応するものもある。
ケーブルは専用のものはないが、従来の充電専用ケーブルはデータ通信ができないのでQuickChargeには使えない。Type-Cの場合は余計な石の入っていないUSB 2.0のケーブルをおすすめする。

USB-Cまでの充電

USBでの充電/給電に使われるのは標準で5V0.1Aや0.5A、USB3.0で0.9A、USB BCで5V1.5A、All USB Type-Cのとき 5V1.5Aと5V3Aぐらいまで可能なようだ。USB PDに対応していなくても15Wくらいなら問題ない。これがUSB Type-A,Type-Bとの変換をするとなると互換性のために0.9Aや0.5A、1.5Aに。