毎日のスマホ充電は、今やかかせない作業になっていますよね。
スマホ以外にも、ＵＳＢで充電する機器が増える一方で、相性が悪くてうまく充電されなかったり、充電に時間がかかって困っていませんか。
最近のスマートフォンは、徐々に充電容量も大きくなっていますが、それでも、半分以下になってくると不安になってきますよね。
それぞれの、デバイスごとに付属している充電ケーブルは、同じようなＵＳＢケーブルなのに、使い分けが必要な場合もあります。そのため、電源タップを大きな電源アダプタが占有してしまってたり、カバンの中がケーブルだらけなっているのではないでしょうか？
この記事では、電気の基礎知識や、ＵＳＢ充電に関する仕様をわかりやすく解説します。
それらの仕様を理解しておけば、ＵＳＢアダプタやＵＳＢケーブルを、正しく使い分ける事が出来るため、必要最小限のもの（ＵＳＢアダプター・ＵＳＢケーブルなど）の準備だけで、充電のわずらわしさから解放されます。
さらに、毎日のスマホ充電がものすごく楽になる便利アイテムも紹介していますので、ぜひ、ご参考になさってください。
電気の基礎知識と、充電の仕組み
充電器などの製品選定をする場合に、最低限、理解しておくべき電気の基礎知識と、どうやって、充電ということがなされるのかという、動作原理について説明していきます。
電気の基礎知識
みなさん、学校で習ったはずですが、電気の基礎知識（電圧・電流・電力）からおさらいしましょう。
電圧
電圧を簡単に説明すると「電気を送り出すためにかける力の量」です。
滝に例えると、滝の高さをイメージするとわかりやすいと思います。高い滝は、力強く水が落ちていき、大きな滝つぼができますよね。
単位は通常「V（ボルト）」で表わされ、数字が大きいほどその力が大きいことを示しています。
電源と接続する電気機器の電圧は、一致していないと、電気機器は故障してしまいます。
出力側（電源） ＝ 入力側（電気機器）
よく使われている、単三・単四とか呼ばれている筒形の乾電池は、1.5Vでいずれも同じ電圧になっています。
ご家庭のコンセントは、１００Ｖで固定です（日本の場合）。
電流
電流は「実際に流れている電気の量」です。
また、滝で例えると、流れている水の量をイメージしてください。
単位は「A（アンペア）」で表し、数字が大きいほど流れている量が多いことを示します。
電流は、「最大電流」と表現されることが多く、どれだけ電気を消費する機器に使われたかにより変動します。それぞれの電源により、流せる電気の量の最大量が決まっているため、出力できる電流量を上回る大きな電気を消費する機器に接続した場合、電気の量が不足してしまいます。
つまり、
出力側（電源） ＞＝ 入力側（電気機器）は、問題無い
出力側（電源） ＜ 入力側（電気機器）は、問題あり
以外に、この事を理解されていない人が多いと思います。
故障したＡＣアダプタの代替えを、中古屋などで探す場合にも、同じ仕様のものがなかなかなかったりしますが、電流が大きいものでも、電圧が同じあれば、基本的には問題なく使用できます。
電力
電力は「電気によってどれだけの仕事ができるかの量」です。
水車をどれだけ回せるかというのをイメージされると良いと思います。
単位は「W（ワット）」で表わされます。
先ほど説明した、電圧と電流との関係でいうと、
電力（W）＝電圧（V）×電流（A）
という関係があります。
「ワット」は、電力の単位でもありますが、「W（ワット）」自体は「どれだけ仕事ができるか（仕事率）」なので、ほかの分野でも使われる単位です。白熱電球の明るさを示すときにも使われていましたが、本来の光の量を示す「lm（ルーメン）」に置き換わっています。
充電の仕組み
充電とは、一般的に二次電池と呼ばれる、蓄電性の高い電気デバイスに、 化学的な反応（酸化・還元反応）を利用して電気を蓄積する事を言います。
現在、ほとんどの、スマホなどの小型デバイスでは、リチウムイオン電池が使われています。
リチウムイオン電池は、蓄積された電気から、直流の電力を生み出す電気デバイスです。正極と負極の間でリチウムイオンが行き来し充電と放電が可能で、繰り返し使用できます。
他の電池に比べてエネルギー密度が高く、小型で軽量のバッテリーを作ることができます。
一時期リチウムイオン電池関連の事故が社会問題となりましたが、その後改良を重ねて安全な電池として広く世に普及しています。
ＵＳＢ充電アダプターと急速充電
充電アダプターの種類
市販品の充電アタブターを選ぶ際、２台同時とか、３台同時にできる、複数のＵＳＢの差し込み口のあるものを選ばれている人が多いと思いますが、実際には、複数台の同時充電ができない事や、複数台を同時に充電しようとすると、充電時間が長くなってしまう事があります。
その理由の多くは、先ほど説明した、同時に出力できる電流（アンペア）が不足している事が原因です。
通常、 USB充電器の定格出力電圧（ボルト）は、５Vです。5.1～5.4VのUSB充電器もありますが、USBの電圧仕様としては、5V±10%（4.5～5.5V）という規格になっています。
また、一般的なＵＳＢ充電器の出力電流（アンペア）は、0.5～2.4Aですが、最近のスマホ・タブレットは、大容量の出力電流（アンペア）が必要になっています。ただし、大きければ早く充電できる訳ではなく、充電対象により電流を受け取れる量が異なっているため、所有されている機器の入力電流を確認して、その最大値の充電器を保有する事で、充電器を共有して利用できます。
また、複数機器を同時に充電する場合は、充電器の出力電流として、１口辺りの出力電流と、合計の出力電流の２つの電流量を確認してください。
急速充電の種類
急速充電とは、その名の通り、充電する電圧や電流量を増やす事で、短時間で充電を行う事を言います。
しかし、大容量の電圧・電流を機械に流し込むと、機器が故障してしまう可能性があるため、電子機器から特定の手順で、充電器に急速充電に対応している事を伝える事で、急速充電モードでの充電が行えます。
この電子機器からの手順が、各メーカー毎に、バラバラな手順のため、一言で、急速充電対応という充電器を使っても、急速充電ができない事も多く存在します。
ここでは、主な、急速充電の違いについて説明していきます。
USB 標準仕様
ＵＳＢ標準の急速充電仕様として、「USB PD」というものが登場し始めました。
USB PDは、「USB Power Delivery」の略で、規格上は、最大20V/5A (100W) まで出力する事が流すことができるようになっていますが、実際の機器は、発熱や安全性の問題もあるため、スマホでは、そこまで大きな給電は実装されていないようです。
USB PDはUSB Type-Cのみで利用できる急速充電規格であるため、2017年以降に販売されたデバイスで徐々に増加していますが、機器の生産コストがまだ安くなっていない為、そこまで、充電スピードを必要としない機器は、MicroUSBがまだ主流のため、それらの機種では利用できません。
iPhone,iPad仕様（Apple社独自）
Apple社の独自規格で、1A・2.1A・2.4Aの3種類あります。厳密にいうと、これは高速充電というよりは、iPhone,iPadを、高速に充電する通常の充電アダプタの仕様であり、高速充電モードというのは存在せず、低速充電（通常充電）もありません。
この「Apple独自規格」の充電は、Apple純正でない充電アダプタも対応している場合が多く、急速充電をうたっている2.1Aもしくは2.4Aの出力が記載されている製品は、おおむねApple製品を意識した製品です。
その他、最近のiPhone・iPadは、先ほど説明した「USB PD」に対応しているため、コネクタ形状の変換ケーブルを使うと、USBの急速充電モードを使用して充電する事ができます。
Quick Charge （スマホメーカー系）
Qualcomm社が策定・運用している規格です。 Qualcomm社は、スマホ向けチップ (SoC) を開発している企業なので、そのチップを搭載している多くのスマホ端末（主にAndroid端末）がQuick Chargeに対応しています。
一方で、スマホ端末以外の安価なデバイスでは、あまり搭載されていないようです。
Quick Chargeにはバージョンがあり、QC 3.0に対応していればQC 2.0にも対応しています。ただし、その逆は、互換性がありません。
バージョン4/4+は、USB PDの規格を利用しています。ただし、USB PDのPPSというオプション仕様を利用しているため、PPSに対応している充電アダプタが必須条件となります。なお、バージョン4は後方互換性がありません。
PowerIQ（充電器メーカー系）
充電器メーカーであるAnker社が提供している技術の名前です。PowerIQという充電規格が存在しているわけではありません。
PowerIQ技術によって、 「Apple 2.4A給電対応ACアダプタ」 や「Quick Charge対応ACアダプタ」などの急速充電の手順を行う事で、様々な機器に対する急速充電を実現しています。さすが、充電器メーカーならではの発想で、複数種類のデバイスに対応できる事が特徴です。
一方で、同じPowerIQ対応といっても、採用しているICチップによって、対応している充電規格が異なるため、自分が持っているスマホや充電したいデバイスがどんな急速充電規格なのかを確認したうえで、なるべく多くの規格に対応しているものを選ぶと良いと思います。
Anker社の充電器は、そこそこ、高めの充電器にはなりますが、安い充電器を購入して何度も失敗した経験から、私は、このAnker社の充電器を極力選定する様にしています。小型の予備バッテリーでも十分な高速充電性能と汎用性を発揮してくれています。
その他（メーカー独自仕様）
OPPO社は「VOOC」、Huawei社は「SuperCharge」という、メーカー独自の充電規格がありますが、他社との互換性がありません。
基本的に純正品しか対応していないので、製品購入時に付属してきた充電アダプタ以外では、高速充電する事が難しいと考えてください。
ＵＳＢ充電ケーブル
接続形状の種類
充電ケーブルには、標準のUSBケーブルと、Apple社独自仕様のlightningの２種類が存在します。
ＵＳＢケーブル
現在、流通しているスマホの多くは、microUSB(Type B)と呼ばれるものが使用されています。また、新機種では、最新の規格であるUSB Type Cと呼ばれる、裏表が関係なく充電できるものが増えてきています。iPhoneも採用を検討している為、採用が進めば一気にUSB Type Cが広まると思います。
充電できるUSBケーブルには、結線数などの違いにより、充電専用と充電・データ転送両用の2種類がありますが、高速充電方式の一部には、電流が流れない結線を利用して充電モードを切り替えるものがある為、充電・データ転送両用のものをお薦めします。
lightningケーブル（Apple社独自仕様）
急速充電にしっかり対応しようとした場合、Apple社の認定であるMFi認証のあるものを選定したほうが良いです。やたらと安いケーブルは、おそらくMFi認証がないケーブルなので、購入する際はよく注意してください。
その他の便利な充電方式（ワイヤレス給電など）
ワイヤレス給電
ケーブルを使用せず、機器を装置に近づけるだけで充電できるのが「ワイヤレス給電」です。iPhoneなどで採用された事をきっかけに、現在大きな注目を集めています。
充電をする度に、充電端子にケーブルにつなぐ必要がなくなるため、非常に便利な機能ですが、充電ロスも大きく、充電時間がかかる場合や、仕様もさまざまで、対応デバイスも限られているという問題があり、まだ、使い勝手は良い状態ではないと思います。
原理的には、磁界結合（電磁誘導）方式と磁界共鳴方式というものがあり、まったく、互換性のない原理であるため、どちらが主流になっていくか見極めていきたいと思います。
マグネット式充電アダプター
マグネット式充電アダプターは、磁石の力で物理的に、ケーブルを接続する変換ケーブル・アダプターです。近くに近づけるだけで接続されるため、スマホの接続口を見る事もなく、簡単につなげる事ができます。
このアダプターには、microUSB,USB-C,lightningなど、複数の形状に対応しており、共通のマグネット接続に変換できるため、異なるスマホの充電を、１本の充電ケーブルに共通化できる効果もあります。
また、スマホのUSB端子は、非常に小さく、なんども取り外しを行う為、非常に壊れやすいですが、このマグネット式を利用する事で、スマホの故障回避や、端子付近の傷防止にも役立ちます。
ただし、マグネットインターフェースは、共通仕様というものが存在しないため、どれを選定するかはベンダ依存です。
バッテリー切れの緊急対策
バッテリーの寿命が近づいてくると、急激に充電容量が減ってしまいます。
そんなときの、駆け込み寺は、
ドコモショップ、ａｕショップなどは、昔は各社の専用機器の充電サービスがありましたが、現在は、ＵＳＢケーブルでの充電になっていますので、他社の携帯も充電できます。雑誌やテレビなど置いていますね。
その他、ドン・キホーテや、カラオケショップなどでも、充電サービスがあります。
まとめ
結論としては、Anker社の充電器で、マグネット充電ケーブルを利用する事が基本的な考え方で、充電器の数とケーブル数を減らすことが可能です。その際に、ここで説明した、仕様をしっかりと確認したうえで、多くの充電デバイスで共通化する事ができます。
うまく、充電できない、もしくは、急速充電ができない場合の確認用として、ＵＳＢの電圧・電流を測定する機械が安価に販売されているため、１つ持っていると非常に重宝します。
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