USBの電圧規格|USB-A・USB-C・PDの違いと充電トラブルの原因・対処法

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1.USB-A・USB-C・USB PDの電圧規格の違い

USBの電圧規格は端子の形状と充電規格の組み合わせで変わります。以下にUSB-A・USB-C・USB PDの電圧規格の違いを大まかにまとめました。

USB-Aは電圧5V固定で、電流もUSB2.0で最大0.5A(2.5W)・USB3.0で最大0.9A(4.5W)と上限が低い

USB-Cは接続する規格によって異なり、USB PDに対応すれば電圧を5V〜48Vの間で切り替えられる

USB PDは充電器・ケーブル・機器の3点がネゴシエーション(通信)して最適な電圧に自動で切り替わる

端子の形状ではなく「どの充電規格に対応しているか」で、引き出せる電力が大きく変わります。詳しく見ていきましょう。

USB-Aは5Vで固定されており供給できる電力に上限がある

USB-Aは黒や青の長方形の端子で、現在もパソコンや充電器に広く搭載されています。電圧は5Vで固定されており、電流の上限は規格ごとに以下のとおりです。

規格

電圧

最大電流

最大電力

USB 2.0

5V

0.5A

2.5W

USB 3.0/3.1

5V

0.9A

4.5W

USB BC 1.2(急速充電対応充電器)

5V

1.5A

7.5W

スマホを充電する場合、旧規格のUSB2.0では非常に遅く、USB3.0でも最新スマホの充電速度としては不十分なことが多いです。充電器に搭載されているUSB-Aは、BC 1.2などの急速充電規格に対応していれば最大7.5Wまで引き出せますが、USB PD対応のUSB-Cポートには及びません。

USB-Cは充電規格USB PDに対応することで最大20Vまで電圧を上げられる

USB-Cは楕円形の端子で、上下の向きを気にせず差し込めます。ただし「USB-C端子がついているから速く充電できる」わけではありません。充電速度は接続している充電規格によって変わります。

規格

電圧

最大電流

最大電力

USB Type-C1.5A

5V

1.5A

7.5W

USB Type-C 3A

5V

3A

15W

USB PD3.0

5〜20V

5A

100W

USB PD3.1

5〜48V

5A

240W

USB PD3.1に対応した充電器とケーブルを使うと、電圧が5V〜48Vの間で切り替わり、ノートPCのような大きな電力が必要な機器の充電も可能になります。なお、ケーブルも対応するUSB PDの電流容量(3Aまたは5A)に合ったものが必要です。

USB PDは接続した機器に合わせて最適な電圧に自動で切り替わる

USB PDの仕組みは、充電器(ソース)・ケーブル・機器(シンク)の3点がまず通信して「どの電圧・電流の組み合わせで充電するか」を決めることです。この通信をネゴシエーションと呼びます。

USB PDで使われる電圧は5V・9V・15V・20V・28V・48Vが基本で、以下のように機器の種類によって切り替わります。

スマホ(20〜65W対応):9Vで充電されることが多い

タブレット・小型ノートPC:15V前後が使われることが多い

大型ノートPC(65〜100W対応):20~48Vで充電する

なお、これは最新規格の「USB PD3.1」の場合です。旧規格の「USB PD3.0」の場合は20Vが上限になります。

関連人気記事:USBをコンセントに変換できる?逆なら「USB充電器」で解決


2.USB充電が遅い・電力が足りない原因と対処法

「PD対応の充電器を買ったのに速くならない」というトラブルのほとんどは、以下2つのポイントを押さえれば対処できます。

充電器・ケーブル・機器の3つの規格がすべて揃って初めてUSB PDの最大電力が引き出せる

実際に何Vで充電されているかはUSB電圧チェッカーを使えばすぐ確認できる

「遅い」と感じたら高価なケーブルに変えるより、対応規格の確認が先です。以下で充電が遅い原因と対処法を解決します。

充電器・ケーブル・機器の規格が揃っていないと最大電力が引き出せない

USB PDで高速充電するには、充電器・ケーブル・機器の3点がすべて同じ電力規格に対応している必要があります。よくある規格のミスマッチは以下のとおりです。

PD対応充電器とPD対応スマホを繋いでも、ケーブルが100W非対応で電流が制限される

充電器が60W対応でも、スマホ側が最大25Wまでしか受け取れないため25W止まりになる

充電器を買うときは、ラベルや仕様書に「PD○○W対応」と書かれているか確認してみてください。ケーブルも「60W対応」「100W対応」などの表記があるものを選ぶと確実です。

「USB電圧チェッカー」を使えば電圧・電流をリアルタイムで確認できる

 

「USB電圧チェッカー」を使えば電圧・電流をリアルタイムで確認できる

引用:Amazon(YEREADW Type-C パワーメーター)

USB電圧チェッカーは充電器とケーブルの間に挟むだけで、今何V・何Aで充電されているかをリアルタイムで表示してくれる小型の計測器です。1,000〜2,000円前後で買えるものも多く、規格トラブルの原因を特定するのに役立ちます。モデルによって若干変わりますが、確認できる主な項目は以下のとおりです。

充電中の電圧(V)

電流(A)

電力(W)

トータルの電力量(Wh/mAh)

たとえば「充電器がPD対応のはずなのに5Vしか表示されない」場合は、ケーブルまたは機器がPD非対応であると特定できます。充電トラブルの原因がすぐにわかるので、1台持っておくとよいでしょう。

関連人気記事:PD充電器のおすすめ6選|スマホからノートPCまで用途別に解説

3.USB-C PD出力搭載のJackery(ジャクリ)ポータブル電源ならどこでも高出力充電が可能!

USB-C PD出力搭載のJackery(ジャクリ)ポータブル電源ならどこでも高出力充電が可能!

Jackery(ジャクリ)のポータブル電源には、最大100W出力対応のUSB-C PD出力ポートを搭載したモデルがあります。電源のないキャンプ場や停電時でも、高出力のUSB充電を使ってスマホやノートPCを高速充電することが可能です。外出時にリュックに入れたり車に積んだりしておけば、充電切れのトラブルとはもはや無縁になります。

長寿命のリン酸鉄リチウムイオン電池を搭載しており、一度買えば10年以上使い続けられるのもメリットです。手荷物レベルの小型モデルから、据え置き運用に近い大容量モデルまで幅広いラインナップがあるので、用途に応じて選んでみてください。



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4.USBの電圧に関するよくある質問

USBの電圧に関するよくある質問と、その回答をまとめました。

バイク・シガーソケットのUSB電源は何Vで供給される?

バイクやシガーソケットに取り付ける一般的なUSB-A電源は、12Vのバッテリー電圧を内部で5Vに変換して出力しています。出力電圧も5Vで、ふつうのUSB-A充電器と同じです。

ただし、最近は12Vなどの高出力充電も可能な、USB PD対応のバイク用USB-C電源も出てきています。用途に合わせて選びましょう。

PCのUSBポートから供給できる電圧と電力の上限は?

一般的にPCに内蔵されているUSB-Aポートの電圧は5Vで、電力の上限はUSB2.0で2.5W(0.5A)、USB3.0またはUSB 3.1で4.5W(0.9A)です。USB-Cポートは5V・7.5W(1.5A)または5V・15W(3A)ですが、USB PD規格に対応していれば最大48V240W(5A)まで出力できます。

ただし、これらはあくまで一般的な値です。機種によって出力に違いがあることもあります。

海外のUSBと日本のUSBには互換性がある?

USBは国際標準の規格のため、USB-AはUSB-Aと、USB-CはUSB-Cと普通に繋がります。電圧は基本5V固定、USB PDの場合は自動調整のため、国による互換性の心配はありません。

まとめ

USB-Aは電圧5Vで固定です。USB-Cも基本は5Vですが、USB PDに対応していれば最大48V・240Wまで引き出せます。USB PDの速度を活かすには充電器・ケーブル・機器の3点の規格を揃えなければいけません。どれか1点でもUSB-PDに対応していなければ5V止まりになります。

Jackeryのポータブル電源もUSB PD対応でスマホやノートPCの高速充電が可能です。大容量でいつでもバッテリー切れの心配もなくなります。気になる方は製品ページで詳細をチェックしてみてください。

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