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充電性能調査

充電器を何種類か準備できたので、それぞれ充電性能を計測したいと思います。

充電器

機種名 定格出力 備考
Sony Ericsson
ACアダプタ04(EP800)
DC5V/850mA USB TypeA
付属ケーブルmicroUSB TypeB
au
共通ACアダプタ04(0401PWA)
DC5.0V/1.8A microUSB TypeBケーブル一体型
ケーブル長1.5m
au
共通ACアダプタ05(0501PWA)
DC5.0V/1.8A
DC9.0V/1.8A
DC12.0V/1.35A
microUSB TypeBケーブル一体型
ケーブル長1.5m
Anker
Power Port +1(A2012)
DC3.6~6.5V/3A
DC6.5~9V/2.7A
DC9~12V/2A
最大24W
USB Type C
Quick Charge3.0
PowerIQ
Voltage Boost
Owltech
OWL-ACUS2シリーズ
DC5V/3.1A USB Type A x 2
※1Aと2.1A、合わせて3.1A
サンワサプライ
ACA-IP35XW
DC5V/2A USB Type A x 1
microUSB TypeBケーブル一体型
Goal Zero
VENTURE 30
DC5.0V/2.4A USB Type A x 2
※それぞれ2.4A
※micro USB Type Bは本体充電用
RATOC Systems
REX-PEU31-AC
Type-C:最大DC5.0V/3A
Type-A:最大DC5.0V/2.1A
USB Type C x 1
USB Type A x 1
ASUS P8Z77-M PROASMedia USB3.0 (ASM1042) DC5.0V 1.5A USB Type A端子 x 2

充電対象機器

機器名 充電端子 入力定格 備考
Sony Ericsson
Xperia SOL25 ZL2
micro USB TypeB DC 3.8V 11.4Wh
最大4.35V
3000mAh
AndroidOS 5.0.2
Quick Charge 2.0
Sony Ericsson
Xperia Z4 Tablet SOT31
micro USB TypeB 6000mAh AndroidOS 6.0
Quick Charge 2.0
Sony Ericsson
Xperia Z ULTRA
micro USB TypeB DC 3.8V 11.4Wh
最大4.35V
3000mAh
AndroidOS 4.2.2
Quick Charge 2.0
 
Goal Zero
VENTURE 30
micro USB TypeB DC5V 2.1A
最大10.5W
7800mAh
モバイルバッテリー
プロファイル方式
 
Buledio
Q5
micro USB TypeB - bluetooth ヘッドフォン
 
Sony
BKB50
micro USB TypeB - Z4 Tablet用 Bluetoothキーボード
 
サンワサプライ
MA074BK
micro USB TypeB 500mAh Bluetooth マウス
 

計測方法

計測に使用する機器は以下の通りです。

ケーブル

計測に使用するケーブルは以下の通りです。

VENTURE30で同時に2台の機器を充電できるようにと購入した30cmのMicro USBケーブルとUSB3.1 HUBに機器を接続用にと購入した90cmのMicro USBケーブルの2本を使用しました。
充電専用ケーブルでは、Quick Chargeなどの急速充電機能が利用できなくなるため、高速充電とデータ転送の両方に対応しているケーブルを使用しています。
※充電器と一体型になっている場合はそのケーブルを使用しています。
※USB Type Cの場合はmicroUSB Type Bへ接続のため以下のケーブルを使用しています。

※このケーブルでのQucik Chargeの動作はPower Port +1(A2012)のランプの明るさにて確認済みです。

測定機器

ソフトウェアによる計測とハードウェアによる計測の2通り行っています。
それぞれ計測点がことなります。
ソフトウェアの場合は本体で変換されたあとの電圧になり、ハードウェアの場合は変換される前の電圧です。
急速充電器といわれる充電器の場合、機器との通信によってどのような電圧/電流が選択されたかがわかります。

ソフトウェアによる計測

  • Ampere v2.04(広告なし)

ハードウェアによる計測

充電対象機器

  • Xperia ZL2 SOL25

充電が必要な機器は、すべて充電端子がmicro USB Type Bになる点、急速充電機能はQucik Charge 2.0までである点などからXperia ZL2 SOL25のみ計測すれば傾向がわかると判断しました。
Xperia ZL2 SOL25の電池残量が15%程度の状態(充電をしてくださいの表示がでる)で計測しています。

待機状態
通常状態

測定結果

測定結果は以下の通りです。
※Ampereで表示される電流値は、本体内部回路を通過した後の電流値なので低くなるのは当たりまえだと思います。

  Ampere USBチェッカー
Sony Ericsson
ACアダプタ04(EP800)

ソニーモバイルACアダプタ04

ソニーモバイルACアダプタ04
au
共通ACアダプタ04(0401PWA)

共通ACアダプタ04(0401PWA)

共通ACアダプタ04(0401PWA)
au
共通ACアダプタ05(0501PWA)
スタンド:
共通ACアダプタ05(スタンド)

ケーブル直接:
共通ACアダプタ04(ケーブル直接)
スタンド:
共通ACアダプタ05(スタンド)

ケーブル直接:
共通ACアダプタ04(ケーブル直接)
Anker
Power Port +1(A2012)

Power Port +1(A2012)

Power Port +1(A2012)
Owltech
OWL-ACUS2シリーズ
1A:
OWL-ACUS2シリーズ(1A)

2.1A:
OWL-ACUS2シリーズ(2.1A)
1A:
OWL-ACUS2シリーズ(1A)

2.1A:
OWL-ACUS2シリーズ(2.1A)
サンワサプライ
ACA-IP35XW
一体ケーブル:
ACA-IP35XW(一体ケーブル)

USB Type A:
ACA-IP35XW(USB Type A)
一体ケーブル:
N/A

USB Type A:
ACA-IP35XW(USB Type A)
Goal Zero
VENTURE 30
本体横:
VENTURE 30(横)

本体下:
VENTURE 30(下)
本体横:
VENTURE 30(横)
 
本体下:
VENTURE 30(下)
RATOC Systems
REX-PEU31-AC
REX-PEU31-AC
REX-PEU31-AC
計測不能
ASUS P8Z77-M PROASMedia USB3.0 (ASM1042)
ASMedia USB3.0 (ASM1042)

ASMedia USB3.0 (ASM1042)

スタンドに置いた場合はUSBではなく電源コネクタからの充電です。
また、ACA-IP35XWの一体型ケーブルの場合はマグネット式で電源コネクタからの充電になります。

考察

今回の計測結果からは、Quick Charge 2.0で充電されているのは共通ACアダプタ05(0501PWA)Power Port +1(A2012)の2製品であることがわかります。

Owltech OWL-ACUS2シリーズ

Owltech OWL-ACUS2シリーズは1Aと2.1Aの2つのポートがありますが、どちらも1Aの動作でした。
これが実力なのか疑問に思ったので、Owltech製の充電専用ケーブル(OWL-CBJ2-SP/U2A 20cm)を使って測定してみました。

以下がその結果です。

  Ampere USBチェッカー
1A
OWL-ACUS2(充電専用ケーブル:1A)

OWL-ACUS2(充電専用ケーブル:1A)
2.1A
OWL-ACUS2(充電専用ケーブル:2.1A)

OWL-ACUS2(充電専用ケーブル:2.1A)

充電兼データ転送用ケーブルのときは5V/1Aの出力でしたが、充電専用ケーブルにすると5V/1.5Aの出力になりました。
Owltech OWL-ACUS2シリーズは充電専用USBケーブルを使うべきだということがわかりました。
1Aと2.1Aのどちらに接続しても結果が同じになるのは少し気がかりですが、充電専用ケーブルが1本しかなかったので1Aと2.1Aを同時に使用したテストはできませんでした。

充電器と機器にあったUSBケーブルの利用

USBケーブルはコネクタの形状以外に、高速データ転送用や充電専用ケーブルがあります。
先ほどのように機器の充電には充電専用ケーブルが優位に思えますが、使用する充電器によっては必ずそうとはいえません。

今回の計測結果から充電機能には以下の3タイプの製品がありました。

  1. USB1.x/2.0の電力供給で充電できる製品(5V/0.5A出力)
  2. 高電流を出力して急速充電しようとする製品(5V/1A~1.5A出力)
  3. 高電圧を出力して急速充電しようとする製品(9V/1.65A出力)

電力は電圧と電流の積算により求められますが、2番は電流を増やして電力を増加させる方法、3番が電圧を可変にして電力を増加させる方法です。
電力に比例して熱量も増加するので、熱対策が必要になってきます。

上の1~3番で、充電専用ケーブルではダメなのは3番でした。
3番は電圧が可変にできる回路が搭載されているわけですが、実際にどの電圧で供給するかを充電器と接続機器間でデータ通信が行われ電圧を切り替えます。
USB Power Delivery(USB PD)やQualcomm(クアルコム)社のQuick Chargeなどがそうです。
せっかく、充電器と接続機器がUSB PDやQuick Chargeに対応していてもANKER PowerLine+のような兼用ケーブルで接続しなければ効果がないことになります。
※3番の製品かどうかは、製品の電気仕様をみて電圧が何種類か記載があれば3番です。
たとえば、同じauの製品である共通ACアダプタ04と05では、前者が2番で後者が3番であることがわかると思います。

実際に3番に相当するAnkerのPower Port +1(A2012)で試してみましたが、充電専用ケーブル(データ転送できないケーブル)では、Quick Chargeが機能しませんでした。
※USBチェッカーとZL2の間を充電専用ケーブルで接続しました。
先のOwltech OWL-ACUS2シリーズは2番に相当する充電器であるため、充電専用ケーブルのほうがはやく充電できる結果となります。

充電器と機器のそれぞれの電源供給技術が何に対応しているかを考えて使うケーブルを選択する必要があります。

感想

たかが充電器にお金と労力を費やしましたが、肝心な時にバッテリー切れという事態に、いかに早く対応できるかは、いろいろ知っておかないといけないので必要なことだと思います。
また、「急速充電」といキーワードだけで購入してしまうと、使ってみて思ったほどではなかったという後悔をしてしまいます。
現状を知っていれば、次の機会にどんなものを購入すればよいのかも明確になります。

次に購入するのはUSB Type CでQuick Charge 3.0対応機種

私の環境では、Xperia ZL2がそろそろバッテリーの持ちが悪く、すでに1回交換していることもあって、次は機種変更がよさそうです。
その時には、USB Type CでQuick Charge3.0対応機種にすれば、今あるQuick Charge3.0対応機器によりもっと早く充電できる環境が整うということがわかりました。
またUSB Power Delivery 3.0に関しても、対応製品が増えてくれば、USB3.1用に購入した機器が有効に利用できそうです。

USBの電力供給

  電流 電圧 電力
USB 1.X , USB2.0 500mA 5V 2.5W
USB 3.0 900mA 5V 4.5W
USB Battery Charge 1.2 0.5~1.5A 5V 2.5W~7.5W
USB Type-C 1.5A 5V 7.5W
3A 5V 15W
USB Power Delivary 1.0 2A 5V 10W
1.5A 12V 18W
3A 12V 36W
5A 12V 60W
3A 20V 60W
5A 20V 100W

※USB Power Delivery 3.0ではプロファイルからパワールールに変わっています。電圧仕様は5V、9V、15V、20Vの4通りです。
他にも業界標準の規格や自社独自規格など様々な技術があります。

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