USB Power Deliveryの規格について調べた

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USB Power Delivery (USB PD)という規格がイマイチよくわからなかったので調べてみました。

USB Power Deliveryとは

USB Power DeliveryとはUSBでの電力供給に関する規格で、最大20V/5A=100Wの給電が可能となっているのが特徴です。

USB関連としては最も大きい100Wまでの電力を供給できる

従来のUSB規格を大幅に上回る100Wまで流せるということで、MacBookシリーズなどでは電源の規格として採用されています。

USB PDを利用できる機器

USB PDは、「USB PDに対応したUSB Type-Cポートを搭載した機器」でのみ利用することができます。

USB PDで充電可能なMacBookのUSB-Cポート

最近はUSB Type-Cを採用しているノートPCやスマートフォンも多いですが、必ずしもUSB Type-CであるからといってUSB PDに対応しているわけではないので注意しましょう。

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USB PDの給電能力について

記事作成時点でUSB PDはRevision 3.0まで策定されており、その出力は原則として以下の「Power Rules (パワールール)」という仕様に沿って行われます。

USB PD Revision 2.0 / 3.0
5V 9V 15V 20V
0~15W 最大3A 必須ではない 必須ではない 必須ではない
15~27W 最大3A
27~45W 最大3A
45~60W 最大3A
60~100W 最大5A

60Wまでは所定の電圧で最大3Aまで出力し、60Wより大きい場合にのみ最大5Aの給電を行う、というのが基本的な仕様となっています。

Revision 1.0は?

「Revision 2.0/3.0は分かったけど、Revision 1.0は?」と疑問に思う方もいるかもしれませんが、現在ではほぼ見かけない仕様なので、あまり気にする必要はありません。

一応説明しておくと、Revision 1.0では出力をPower RulesではなくProfileと呼んでおり、その仕様は以下の通りとなっています。

Revision 1.0
5V 12V 20V
Profile 1 (~10W) 最大2A なし なし
Profile 2 (~18W) 最大1.5A
Profile 3 (~36W) 最大3A
Profile 4 (~60W) 最大5A 最大3A
Profile 5 (~100W) 最大5A

鋭い方はお気づきかもしれませんが、Rev. 1.0とRev. 2.0/3.0では使用する電圧が違います。Rev. 1.0の12Vは、Rev. 2.0で9Vと15Vの2つに分かれました。

一部のサイトでは「USB PDは5V・12V・20Vの電圧で~」といった解説がされていますが、その情報はRevision 1.0に基づく古いものであるため、注意しましょう。

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USB PDを利用するには

3A以下の電流を流す場合 (≒60W以下の場合)

端末と電源の2つがUSB PDに対応している必要があります。

ケーブルも対応したものを用意する必要があるように思えますが、ちゃんと規格通りに設計・製造されたType-C to Type-Cケーブルであれば、USB PD対応を謳っていないものでも動作します。

3Aより大きい電流を流す場合 (≒61W以上の場合)

端末・ケーブル・電源の3つ全てが「3Aより大きいUSB PD」に対応している必要があります。

3Aより大きい電流を流す場合、端末と電源に加えてケーブルにも「5Aの電流に対応しているか」というチェックが入ります。そのため、対応していないケーブルを使った場合では、チェックをパスできないため、たとえ端末と電源が3Aより大きい電流に対応していたとしても、3A(≒60W)までのUSB PDとなります。

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参考

USB Type-C Cable and Connector Specification 1.2
http://www.usb.org/developers/docs/

USB Power Delivery Specification Revision 3.0 V1.0a
http://www.usb.org/developers/docs/

Nathan K.
https://plus.google.com/102612254593917101378

Benson Leung
https://plus.google.com/+BensonLeung

GTrusted
http://gtrusted.com/