前回の記事では、並列バッテリ充電 の基礎について説明し、バッテリを並列に構成することで容量が増え、バッテリの稼働時間が延びることを説明しました。基本を理解したところで、USB-Cテクノロジがどのように並列充電を次のレベルに引き上げるかについて掘り下げてみましょう。
USB-Cポートは、従来のUSBポートよりもはるかに柔軟性が高いため、民生用デバイスの標準になりつつあります。USB-Cポートの人気を後押ししている主なメリットは、より大きい電力供給とバッテリの稼働時間の延長です。その結果、より高い電力レベルでデバイスを充電する必要性がますます高まっています。この記事では、民生用市場における並列バッテリ充電とUSB-Cの統合および、利点、欠点について説明します。
USB-Cの最新の並列バッテリ充電への統合
前述したように、USB-Cポートとデバイスを統合することにより、以前のUSB 2.0やUSB 3.0と比較して、より高い電力レベルで充電することができます。
USB-C仕様の最新バージョンであるPower Delivery 3.1では、最大240Wの電力供給が可能です。 これはほとんどの民生用製品が必要とする電力よりも大きいかもしれませんが、それによりUSB-C技術の堅牢性が向上していることを強調しています。
例： Analog Devices の MAX77958 は、PD 3.0ネゴシエーション、ケーブル検出を処理し、さらには外部充電器を駆動するUSB-C PDコントローラで、バッテリの並列充電システムにおけるスマートでダイナミックな電力分配に理想的です。
さらなる電力、さらなるパフォーマンス
バッテリの並列構成により民生用機器の電池容量が増加すると、機器に電力を供給する充電器の電力要件も増加します。
USB-Cポートからの電力が大きくなったことで、消費者は以前よりも速く機器を充電することができ、充電ケーブルに接続することなく機器を使用できる時間が長くなります。
利点と欠点
USB-Cによる並列バッテリ充電はすでに多くのアプリケーションで採用されており、今後も民生用アプリケーションで普及が進むでしょう。
USB-Cポートとケーブルは、電力、コスト、およびシンプルさという点で民生用市場に大きなメリットをもたらす一方で、問題となる欠点もあります。
表1．USB-Cと並列バッテリ充電の利点
今日の消費者は、長時間のバッテリ稼働と充電器に拘束される時間の短縮を求めています。USB-Cはこれを可能にします。
| 単一ケーブル | 電力とデータを同じケーブルで供給するため、スペースに制約のあるアプリ ケーションに適します。 |
| 高い出力レベル | 容量の増加と充電レベルの向上により、消費電力が小さい民生用機器から消 費電力の大きな工具やコンピュータまで、幅広い用途が可能になります。 |
| 時間短縮 | USB-Cの高い充電電流能力により、バッテリを並列に充電することができ、 1つのバッテリを充電するのにかかる時間でより多くの使用可能容量を得る ことができます。 |
| 簡単な統合 | USB-Cケーブルはリバーシブルで、どちらの向きでも差し込むことができま す。また、追加のバッテリを並列に接続するには、電源を新しいバッテリの 端子に接続するだけです。 |
| 電子廃棄物の 継続的な削減 |
複数のデバイスに共通のUSB-C充電器を使用することで、世界中の電子廃棄 物を削減できます。 |
表2．USB-Cと電池の並列充電の欠点
USB-Cと並列バッテリ充電の組み合わせには、利点はあるものの、いくつかの課題があります。
| ポートの違い | 両方のポートが一致しない場合、電力レベルに関する問題が発生する 可能性があります。これらの複数のポートには、Thunderbolt、Power Delivery 3.1、およびPower Delivery 3.0が含まれます。 |
| より高価 | 高速充電を可能にする追加の電池やポート、ケーブルには高度な技術が 必要で、以前のバージョンよりも高価です。 |
| ケーブルの置き換え | 新しいUSB-Cケーブルによって、USB-A、USB-B、およびmicro USB ケーブルは交換を余儀なくされ、古いケーブルはもはや使われなくなる でしょう。 |
| サイズがより大きい | バッテリを追加すると、余分なスペースが必要になるため、サイズが 重要な仕様のアプリケーションでは問題になる可能性があります。 |
| 増加する複雑性 | バッテリを追加すると、各バッテリ間の経時劣化のバランスを取る必 要があったり、バッテリや配線が損傷しないように充電サイクルを同じ ような電圧で開始する必要があったりと、いくつかの複雑な問題が発生 します。 |
USB Type-C® Power Deliveryコネクタ
次の課題は？
これまで、並列バッテリ充電の基礎と、USB-Cがその性能をどのように向上させるかについて説明してきました。しかし、実際の現場ではどうなのでしょうか？次の記事をご覧ください。
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適用品番
| DigiKey品番 | メーカー品番 |
|---|---|
| 175-MAX17262HEWL+TTR-ND、175-MAX17262HEWL+TCT-ND、175-MAX17262HEWL+TDKR-ND | MAX17262HEWL+T |
| 175-MAX17260SEWL+TTR-ND、175-MAX17260SEWL+TCT-ND、175-MAX17260SEWL+TDKR-ND | MAX17260SEWL+T |
| 175-MAX17262REWL+TTR-ND、175-MAX17262REWL+TCT-ND、175-MAX17262REWL+TDKR-ND | MAX17262REWL+T |
| 505-MAX17260SETD±ND | MAX17260SETD+ |
| 175-MAX17260SETD+TTR-ND、175-MAX17260SETD+TCT-ND、175-MAX17260SETD+TDKR-ND | MAX17260SETD+T |
| MAX17048G+T10TR-ND、MAX17048G+T10CT-ND、MAX17048G+T10DKR-ND | MAX17048G+T10 |
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| MAX17055ETB+TTR-ND、MAX17055ETB+TCT-ND、MAX17055ETB+TDKR-ND | MAX17055ETB+T |
| 175-MAX17303X+TTR-ND、175-MAX17303X+TCT-ND、175-MAX17303X+TDKR-ND | MAX17303X+T |
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| 175-MAX17330X22+TTR-ND、175-MAX17330X22+TCT-ND、175-MAX17330X22+TDKR-ND | MAX17330X22+T |
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| 175-MAX14680EWC+TTR-ND、175-MAX14680EWC+TCT-ND、MAX14680EWC+TCT-ND、175-MAX14680EWC+TDKR-ND | MAX14680EWC+T |
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| 175-MAX6776XKA+TTR-ND、175-MAX6776XKA+TCT-ND、175-MAX6776XKA+TDKR-ND | MAX6776XKA+T |
| MAX6775LTA+TTR-ND、MAX6775LTA+TCT-ND、MAX6775LTA+TDKR-ND、2156-MAX6775LTA+T-ND | MAX6775LTA+T |
| MAX17211G+00E-ND | MAX17211G+00E |
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| 175-MAX14920ECB+TTR-ND、175-MAX14920ECB+TCT-ND、175-MAX14920ECB+TDKR-ND | MAX14920ECB+T |
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| 505-MAX17300G±ND | MAX17300G+ |
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| 175-MAX14525ETA+TTR-ND、175-MAX14525ETA+TCT-ND、175-MAX14525ETA+TDKR-ND | MAX14525ETA+T |
| 505-MAX20095ATIA/VY±ND | MAX20095ATIA/VY+ |
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| 505-ADES1756GCB/V±ND | ADES1756GCB/V+ |
| 505-MAX1259CPE±ND | MAX1259CPE+ |
| 505-ADES1755GCB/V±ND | ADES1755GCB/V+ |
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| 505-MAX17823BGCB±ND | MAX17823BGCB+ |
| MAX17830GUN±ND | MAX17830GUN+ |
| MAX17830GUN/V±ND | MAX17830GUN/V+ |
| 175-MAX17830GUN/V+TTR-ND、175-MAX17830GUN/V+TCT-ND、175-MAX17830GUN/V+TDKR-ND | MAX17830GUN/V+T |
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| 2156-MAX1786EUI±ND | MAX1786EUI+ |
| 2156-MAX17130ETL±ND | MAX17130ETL+ |
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| 505-MAX6775LTB+TTR-ND、2156-MAX6775LTB+T-ND | MAX6775LTB+T |
| 2156-MAX8568BETE-ND | MAX8568BETE |
| 2156-MAX6775LTA±ND | MAX6775LTA+ |
| 2156-MAX6442KAEISD3-T-ND | MAX6442KAEISD3-T |
| 2156-MAX6441KAEISD3-T-ND | MAX6441KAEISD3-T |
| 2156-MAX6441KAEHRD3-T-ND | MAX6441KAEHRD3-T |
| 2156-MAX6441KAKQVD3-T-ND | MAX6441KAKQVD3-T |
| 2156-DS2746G-C02+TR-ND | DS2746G-C02+TR |
| 2156-MAX1526ETM+G104-ND | MAX1526ETM+G104 |
| 2156-MAX1906XEGE-ND | MAX1906XEGE |
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| 175-MAX17335X22+TTR-ND、175-MAX17335X22+TCT-ND、175-MAX17335X22+TDKR-ND | MAX17335X22+T |
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| 175-MAX17332X22+TTR-ND、175-MAX17332X22+TCT-ND、175-MAX17332X22+TDKR-ND | MAX17332X22+T |
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| 505-MAX17313G+TTR-ND | MAX17313G+T |
| 505-MAX17313G±ND | MAX17313G+ |
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| MAX17211X+T0E-ND | MAX17211X+T0E |
| MAX17211G+T-ND | MAX17211G+T |
| MAX17201G+T0E-ND | MAX17201G+T0E |
| MAX17211G+T0E-ND | MAX17211G+T0E |
| 505-MAX6427EIUR+TTR-ND | MAX6427EIUR+T |
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| 505-MAX6780LTA+TTR-ND | MAX6780LTA+T |
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| MAX17215X+T-ND | MAX17215X+T |
| MAX17215X+T0E-ND | MAX17215X+T0E |
| 505-MAX17300G+TTR-ND | MAX17300G+T |
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| 505-ADES1756GCB/V+TTR-ND | ADES1756GCB/V+T |
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| DS2780E+T&R-ND | DS2780E+T&R |
| DS2777G+T&R-ND | DS2777G+T&R |
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| 505-ADES1755GCB/V+TTR-ND | ADES1755GCB/V+T |
| 505-ADES1754GCB/V+TTR-ND | ADES1754GCB/V+T |
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| DS2762BE+T&R-ND | DS2762BE+T&R |
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| 505-MAX17852ACB/V+TTR-ND | MAX17852ACB/V+T |
| MAX17830GUN+T-ND | MAX17830GUN+T |
| MAX17843ACB/V+T-ND | MAX17843ACB/V+T |
| MAX6431NQUS+T-ND | MAX6431NQUS+T |
| MAX6428BGUR+T-ND | MAX6428BGUR+T |
| MAX11080GUU±ND | MAX11080GUU+ |
| MAX11068GUU±ND | MAX11068GUU+ |
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| MAX11080GUU+T-ND | MAX11080GUU+T |
| DS2731E±ND | DS2731E+ |
| DS2731E+T&R-ND | DS2731E+T&R |
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| MAX8682ETM+T-ND | MAX8682ETM+T |
| MAX17041G+T-ND | MAX17041G+T |
| 175-MAX17043G+TTR-ND、175-MAX17043G+TCT-ND、175-MAX17043G+TDKR-ND | MAX17043G+T |
| MAX11080GUU/V±ND | MAX11080GUU/V+ |
| MAX11080GUU/V+T-ND | MAX11080GUU/V+T |
| MAX17044G+T-ND | MAX17044G+T |
| MAX11081GUU/V+T-ND | MAX11081GUU/V+T |
| MAX17040G+U-ND | MAX17040G+U |
| MAX17043G+U-ND | MAX17043G+U |
| MAX17040X+U-ND | MAX17040X+U |
| MAX17048X±ND | MAX17048X+ |
| MAX17049X±ND | MAX17049X+ |
| MAX11068GUU/V+T-ND | MAX11068GUU/V+T |
| MAX17043X±ND | MAX17043X+ |
| MAX17040X+T10-ND | MAX17040X+T10 |
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| MAX17044X+T10-ND | MAX17044X+T10 |
| MAX17049X+T10-ND | MAX17049X+T10 |
| MAX16916GUB/V±ND | MAX16916GUB/V+ |
| MAX1924VEEE±ND | MAX1924VEEE+ |
| MAX17055EWL±ND | MAX17055EWL+ |
| MAX17840AGUN/V+T-ND | MAX17840AGUN/V+T |
| MAX20303BEWN±ND | MAX20303BEWN+ |
| MAX17260SEWL±ND | MAX17260SEWL+ |
| MAX17262REWL±ND | MAX17262REWL+ |
| MAX6433UK/GG8-ND | MAX6433UK/GG8 |
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| MAX17302X±ND | MAX17302X+ |
| MAX17311X±ND | MAX17311X+ |
| MAX17312X±ND | MAX17312X+ |
| MAX17313X±ND | MAX17313X+ |
| 505-MAX17853ACB/V+TTR-ND | MAX17853ACB/V+T |
| 505-MAX17041G+U-ND | MAX17041G+U |
| 505-MAX17201X±ND | MAX17201X+ |
| 505-MAX1660EEE±ND | MAX1660EEE+ |
| 505-MAX20360AEWZ±ND | MAX20360AEWZ+ |
| 175-MAX17320X22+TR-ND | MAX17320X22+ |
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| MAX17262XEVKIT#-ND | MAX17262XEVKIT# |
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| 505-MAX17332X2EVKIT#-ND | MAX17332X2EVKIT# |
| 505-MAX17048EVKIT#-ND | MAX17048EVKIT# |
| MAX17303XEVKIT#-ND | MAX17303XEVKIT# |
| MAX17205GEVKIT#-ND | MAX17205GEVKIT# |
| MAX17055GEVKIT#-ND | MAX17055GEVKIT# |
| 505-MAX17320G1EVKIT#-ND | MAX17320G1EVKIT# |
| 505-MAX17330X2EVKIT#-ND | MAX17330X2EVKIT# |
| 505-MAX17320X1EVKIT#-ND | MAX17320X1EVKIT# |
| 505-MAX17300XEVKIT#-ND | MAX17300XEVKIT# |
| MAX17201GEVKIT#-ND | MAX17201GEVKIT# |
| MAX17205XEVKIT#-ND | MAX17205XEVKIT# |
| MAX17211XEVKIT#-ND | MAX17211XEVKIT# |
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| 505-MAX77787JEVKIT#-ND | MAX77787JEVKIT# |
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| 505-MAX17260GEVKIT#-ND | MAX17260GEVKIT# |
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