スマホ充電速度をアップするには？　今更のUSB電源規格の実験

先日、Aliexpressの格安パーツを組み合わせてMagSafe充電器を作成しました。走行中も外れる事なく、取り付け取り外しも容易で、正しく充電はできているので当初の目標は達成できているのですが、ちょっと充電速度が遅い気がしています。


自作ケーブルを使っていたり、5Vに電圧を落としてから細い線で長めの取り回しをしているとか、思い当たる事項もいくつかあるのですが、そもそもUSBの電源規格として急速充電を実現するものがいくつかある事を理解してませんでしたので、改めて勉強がてら実験をしてみました。上手くいけば急速充電にて不満が解消するかもしれません（笑


急速充電のためのUSB規格として以下のものがあるようです。
PD（Power Delivery）
QC（Quick Charge）
PDの最新バージョンは2.0、QCの最新は3.0です。それぞれがどういうものかという解説をしてくれているサイトはたくさんあるのでここでは語りませんが、超ざっくりいうと急速充電のために電圧を上げている、ということです。私はてっきりUSBは5Vだと思い込んでいたのですが、これらの規格策定により9Vや12V、場合によってはもっと高い電圧もかける／かけられるようになっているのだとか。

今更ながらMagSafe充電器の説明を読むと以下のように書いてあります。

12Vもいけるという事は自動車の電源を変換せずにそのまま繋げるということかな？
5V x 2A = 10W が通常で、
12V x 1.75A = 21W の場合は倍速になるのかな？

ちょっとよく分からないので実際に繋いで実験してみることにしました。
現在は以下の図の上半分の形で配線していますが、下半分の構成として① ② ③ を変更し、様々な組み合わせでどういう変化が起きるか確認したいと思います。


①の対象機器は、MagSafe充電器とiPhone8で比較します。
②の電源は、普通の5v-USB電源、QC3.0、PD2.0 の3種類で比較します。
③のケーブルは、通常のケーブルと自作USB-Cケーブルでの比較です。
自作USB-Cケーブルは電源とアース線のみでデータ類は無し。


そして今日の主役、実際にUSB経路の電圧や電流値を測定してくれるテスターです

価格は999円　Amazonで購入
USBケーブルに割り込ませて計測します。
こんな感じで電圧（青ボルト）や電流（赤アンペア）を表示してくれます。


あとは以下のようなUSB-Cケーブルや、C端子をAやライトニングに変換するコネクターなどを使用しました。全てAliexpressで100円や200円で入手したものです。


電源やケーブルを交換しながら電圧や電流を記録しました。


その結果はざっとこんな感じになりました。


この結果から読み取れるのは以下です。
・12Vという電圧になる組み合わせは無し。最大で9V。
・今は恐らく5V x 1.67 = 約7～8Wだが、上手くいけば9V x 1.67A = 約15Wでの充電ができる。
・ただしそのためには自作USB-CケーブルはNG。おそらく機器情報を取得できないためPDまたはQC充電器側で安全な5Vに抑えてしまっている。

今回は使用しない形式ですが、MagSafeではなくiPhoneのライトニングポートへのダイレクトの充電実験によって分かったことがあります。
・iPhoneダイレクトは自作ケーブル経由だと全く充電できない。
・QC電源はiPhoneダイレクトでは5Vとしてしか機能しない。PD電源が必要。
・PDでも急速充電を行うのは充電残量が50％未満の時のみ。その制御はiPhone側
にて消費電力（電流）を抑えることで実現している。充電器側は電圧は9Vのまま。iPhoneの充電残量についてまでは関知していない様子

ということで、自作USB-Cケーブルを使う場合は急速充電はできない、という結論に読めるのですが、、、いやそうだろうか。
自作USB-Cケーブルを使うと機器情報が取れず充電器側で自発的に電圧を抑えてしまってるだけなので、
機器を認識した体で強制的に9Vを自作ケーブルに与えたら良いのではないだろうか。
MagSafeの場合、初期の電圧判断以降はスマホ側の充電残量などとは無関係に電圧は一定（9V固定）となるようなので。

これを確かめるためには、9V固定の電源が必要ですね。入手次第確認しみましょう。


続きます！
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