スマートフォンやノートパソコンなど、USBケーブルで充電できる機器が増えています。しかし、同じUSB-C端子を使っていても、充電できる機器や必要な充電器のW数には違いがあります。こうした機器への給電に使われる規格の一つが「USB Power Delivery（USB PD）」です。充電器と機器の間で電力の条件を調整することで、スマートフォンからノートパソコンまで、さまざまな機器へ電力を供給できます。
この記事では、USB給電とUSB PDの仕組みや、充電器・ケーブルを選ぶ際に確認したいポイントを紹介します。
USB給電とUSB Power Deliveryの違い
USBは、パソコンと周辺機器の間でデータをやり取りするだけでなく、電力を供給するためにも使用されます。従来のUSB給電は、比較的小さな電力を扱うもので、マウスやキーボードなどの周辺機器への給電や、小型機器の充電に利用されてきました。
一方、USB PDは、より大きな電力を供給するための規格です。スマートフォンの急速充電や、ノートパソコンへの給電などに使われています。
USB-CとUSB PDは何が違う？
USB-Cは、USB端子の形状を表す名称です。上下の向きを気にせず差し込める小型の端子で、スマートフォン、ノートパソコン、モニターなど幅広い機器で使われています。
一方、USB PDは電力を供給するための規格です。USB-C端子を搭載していても、必ずUSB PDに対応しているわけではありません。例えば、ノートパソコンのUSB-C端子には、USB機器とのデータ通信に使用できても、パソコン本体への充電には対応していないものがあります。
USB-Cでノートパソコンを充電したい場合は、USB-C端子があることに加えて、その端子がUSB PDによる電力の入力に対応していることを確認してください。
USB PDで充電する仕組み
充電器・ケーブル・機器の3つの条件
USB PDでは、充電器と充電される機器が通信し、互いに対応する電圧・電流の条件から、実際に使用する電力を決めます。例えば、最大100Wを供給できる充電器にスマートフォンを接続しても、充電器から常に100Wが送られるわけではありません。スマートフォンが受け取れる条件に合わせて給電されます。
USB PDで充電するには、充電器と機器の両方が必要なUSB PDの条件に対応しており、ケーブルもその電力を扱えることが必要です。
充電器
充電器側では、供給できる電圧・電流・最大W数が決まっています。
USB-Cケーブル
充電器と機器をつなぎ、電力を送ります。ケーブルによって扱える電流や電力の上限が異なります。
ノートパソコン
機器側には、受け取れる電力や必要な充電条件が定められています。
ノートパソコンを充電する場合
USB-C対応の充電器でノートパソコンを充電する場合、まず確認したいのがパソコンの推奨電源です。例えば、65Wの電源が推奨されているパソコンでは、65W以上の電力を供給でき、パソコンが要求する電圧・電流に対応したUSB PD充電器が適しています。
充電器の最大出力が65Wと表示されていても、その65Wをどの電圧・電流で供給できるかは製品の仕様で確認する必要があります。また、パソコン側に複数のUSB-C端子がある場合は、充電に対応した端子へ接続してください。USB PDで充電できるパソコンでも、供給される電力が少ないと、充電速度が遅くなったり、使用中にバッテリー残量が減ったりすることがあります。
USB PDの電力と給電方式の種類
USB PDには、扱える電力の範囲によってSPRとEPRという区分があります。また、電圧を細かく調整できるPPSという仕組みも用意されています。
SPRとEPRの違い
SPR（Standard Power Range）は、最大100Wまでの電力を扱う範囲です。EPR（Extended Power Range）は、USB PDで扱える電力を最大240Wまで拡張した範囲です。
| 区分 | 最大電力 | 最大条件の例 |
|---|---|---|
| SPR | 100W | 20V × 5A |
| EPR | 240W | 48V × 5A |
W（ワット）は電力の単位で、電圧（V）と電流（A）を掛けて求めます。例えば、20Vで5Aを供給すると100W、48Vで5Aを供給すると240Wになります。EPRを使用するには、充電器・機器・ケーブルが必要なEPRの条件に対応していることが必要です。ただし、240W対応の充電器を使っても、接続した機器へ必ず240Wが送られるわけではありません。実際の電力は、機器が要求する条件に合わせて決まります。
PPSとは？
PPS（Programmable Power Supply）は、機器からの要求に応じて、充電器の出力電圧を細かく調整できるUSB PDの給電方式です。一定の電圧だけで給電する方式と比べ、対応する機器の充電制御に合わせて電圧を調整できるため、スマートフォンなどの急速充電に使われています。
PPSによる充電を利用するには、充電器と機器の両方が対応している必要があります。USB PD対応と書かれている充電器でも、PPSに対応しているとは限りません。機器がPPSを利用する場合は、充電器の仕様にあるPPSの出力電圧・電流の範囲も確認してみてください。
USB-Cケーブルの60W・100W・240Wの違い
USB-Cケーブルには「60W」「100W」「240W」などの電力表示があります。これらの数字は、ケーブルが扱える電力の上限を示すものです。
ケーブルのW数と充電できる電力
| ケーブルの表示 | 電力能力の目安 | 特徴 |
|---|---|---|
| 60W | 最大20V・3A | スマートフォンや比較的低い電力で動作する機器などに使用 |
| 100W | 最大20V・5A | 従来の高電力対応USB-Cケーブルで使われる表示 |
| 240W | 最大48V・5A | USB PDのEPRによる高電力給電にも対応 |
現在のUSB-IF認証プログラムでは、USB-C同士をつなぐケーブルの電力能力を示す表示として「60W」と「240W」が使用されています。従来から販売されている100W対応ケーブルも、対応する充電条件の範囲内で使用できます。ただし、100W対応というだけでは240WのEPR給電には対応できません。例えば、20V・3.25Aで最大65Wの電力を必要とするノートパソコンを充電するとします。この場合、20V・3Aまでの60Wケーブルでは、65Wを供給する条件を満たせません。
パソコンが要求する電圧・電流に対応した充電器と、5Aの給電に対応したUSB-Cケーブルが必要です。
e-markerとは？
USB-Cケーブルには、対応する電流やケーブルの情報を機器へ伝えるための電子部品を内蔵したものがあります。この電子識別に使われる部品が「e-marker」です。一般的な着脱式のUSB-Cケーブルでは、3Aを超える電流でUSB PD給電を行うために、5A対応であることを電子的に識別できるケーブルが必要です。
240WのEPR給電では、これに加えて高い電圧に対応できるケーブルが必要になります。そのため、USB-C端子の形状が同じでも、すべてのケーブルで同じ電力を送れるわけではありません。
W数とGbpsは何が違う？
USB-Cケーブルには、電力を表す「W」のほかに、通信速度を表す「Gbps」という表示があります。この2つは、それぞれ異なる性能を示しています。
| 表示 | 表している性能 | 用途の例 |
|---|---|---|
| 240W | ケーブルが扱える電力 | ノートパソコンへの給電 |
| 10Gbps | データを転送できる速度 | 外付けSSDとのデータ通信 |
例えば、240Wの給電に対応したUSB-Cケーブルでも、データ通信はUSB 2.0の最大480Mbpsまでという製品があります。反対に、高速データ転送へ対応していても、ケーブルの給電能力が60Wまでという製品もあります。
ノートパソコンを充電する場合
コンセントに接続したUSB-C充電器から、ノートパソコンへ電力を供給する構成。
確認する項目：ケーブルのW数
外付けSSDとデータをやり取りする場合
ノートパソコンと外付けSSDをUSB-Cケーブルで接続する構成。
確認する項目：対応する通信方式とGbpsUSB-Cケーブルを充電だけに使用するなら、まず給電能力が重要です。
一方、外付けSSDとの大容量ファイルの転送にも使用するなら、データ通信への対応と転送速度も確認してください。また、USB-Cケーブルでモニターへ映像を送る場合は、映像出力への対応も必要です。「充電専用」として販売されているケーブルにはデータ通信に対応しないものもあるため、外付けSSDなどを接続する用途では、通信機能が明記された製品を使用してください。
ドックや複数ポートの充電器を使う場合
ドックを経由するとパソコンへ届く電力が減る場合がある
USB-Cドックは、ノートパソコンへ複数の周辺機器を接続するための装置です。USB PDに対応したドックでは、充電器から受け取った電力をパソコンへ供給できる製品があります。ただし、ドック自身も電力を消費するため、充電器から受け取る電力と、パソコンへ供給できる電力が同じとは限りません。例えば、65WのUSB-C充電器をドックへ接続しても、ドックの仕様によってはパソコンへの給電がそれより少なくなる場合があります。
ドックを経由してパソコンへ給電する構成例
充電器からUSB-Cドックへ給電し、ドックからノートパソコンへ電力を供給します。ドックには外付けSSDなどの周辺機器も接続されています。
1．ドックへの入力
充電器からドックが受け取る電力。
2．パソコンへの出力
ドックからノートパソコンへ供給できる電力。ドックの商品仕様では、「USB PD入力」と「PCへの給電出力」が別々に記載されていることがあります。ドック経由でパソコンを充電する場合は、入力側のW数ではなく、パソコンへ供給できる出力を確認してください。
複数の機器を同時に充電すると出力が変わる
USB-C端子を複数備えた充電器では、ノートパソコンとスマートフォンを同時に充電できる製品があります。ただし、複数の機器を接続すると、充電器が使用するポートごとに出力を配分するため、1台だけを充電する場合よりも各ポートの最大出力が小さくなることがあります。例えば、次のような出力配分を行う充電器があるとします。
| 接続する機器 | PC側の最大出力 | スマートフォン側の最大出力 |
|---|---|---|
| ノートパソコン1台 | 65W | 使用しない |
| ノートパソコン＋スマートフォン | 45W | 20W |
※出力配分の仕組みを説明するための仮定例です。
ノートパソコン1台を充電
充電器の1ポートだけを使用。
PC側：最大65W
ノートパソコンとスマートフォンを同時に充電
充電器の2ポートを使用。
PC側：最大45W／スマートフォン側：最大20Wこの例では、スマートフォンを追加すると、ノートパソコンへ供給できる電力が最大45Wになります。65Wの電源が推奨されているノートパソコンでは、45Wでも充電できる場合がありますが、動作中の消費電力によっては充電速度が遅くなったり、バッテリー残量が減ったりすることがあります。
複数ポートの充電器を選ぶ際は、充電器全体の最大W数だけでなく、同時使用時の各ポートの出力と対応する電圧・電流を確認しておくことをおすすめします。
USB-Cで充電できない・充電が遅いときは？
USB-Cケーブルを接続してもノートパソコンが充電できない場合や、充電中なのにバッテリー残量が増えない場合は、接続する機器や電源の条件を確認してみてください。
| 症状 | 主な原因 | 確認すること |
|---|---|---|
| USB-Cケーブルを挿しても充電できない | 充電に対応していないポートを使用している | パソコンの充電対応ポート |
| 充電器を接続しても認識されない | 充電器が必要なUSB PDの条件に対応していない | 充電器とPCの電圧・電流・W数 |
| 充電が遅い | 充電器やケーブルの供給能力が不足している | 使用中のポート出力とケーブルのW数 |
| 充電中なのにバッテリーが減る | パソコンの消費電力が供給電力を上回っている | パソコンの推奨電源と実際の給電能力 |
| ドック経由だと充電が安定しない | ドックからPCへの給電能力が不足している | ドックのPC給電出力 |
| 2台同時に充電すると遅くなる | 充電器がポート間で電力を配分している | 同時使用時の出力配分 |
例えば、ドック経由で充電できない場合は、パソコンに指定されたUSB-C充電器と対応ケーブルを使用し、ドックを介さず直接接続すると、原因を切り分けやすくなります。充電器やケーブルを変更した際には、パソコン側に充電状態や電力不足の警告が表示されていないかも確認してください。
なお、ケーブルや充電器に焦げ、変形、異臭などの異常がある場合は、つなぎ直して動作を試さず、使用を中止してください。