USB充電ケーブルの特長とおすすめケーブル

USB Cable
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ケーブルの太さは充電動作や充電時間に影響する

安価なUSBケーブルは正規なケーブル(USB-IF認証品など)に比べ、充電動作が不安定だったり充電時間が長かったりします。その理由は、ケーブルの太さ不足による電圧降下で十分な充電電力が得られない、最悪の場合は充電が動作が不安定になります。

なので、細くて長いケーブルは要注意です!

ケーブルの太さと長さ、電圧と電流の関係を説明していきます。

1.充電・通信ケーブルの一般的な構成

< 充電・通信ケーブルの断面図 >

上の断面図は一般的な充電通信ケーブルの構造です。安価な充電専用ケーブルはデータ通信をする必要がないので、データ線(D+)と(D-)が含まれていない構造が多いです。

USB電源(VBUS)、電源GND、データ線(D+)、データ線(D-)、内蔵ケーブルをシールドするアルミホイル(AL Foil)、TPEはケーブルの外皮です。

2.USBケーブルの電圧降下

充電器側(ケーブルの入り口)から接続機器側(ケーブルの出口)までの電圧低下することが電圧降下です。

上図のUSBケーブル(1.0M)の太さを例にして電圧降下を求めてみます。

温度20℃における銅線の抵抗値=0.017241[Ω㎜2/m]

USB電源(VBUS)23AWGの断面積=0.2582(㎜2)

端子抵抗値を考えないものとして、ケーブルによる電圧降下を算出する。

充電電圧5V/充電電流1.5Aの条件で電圧降下を計算する。

USBコネクタ端子の抵抗を0Ωとした場合

電圧降下[V]=

{(銅線の抵抗値/23AWGの断面積)×(往復のケーブル長)}×電流値[A]

={(0.017241/0.2582)×(1.0×2)}×1.5A

≒0.20[V] ・・・ 5V‐0.20V=4.8[V]

AC充電器側の電源電圧5Vがスマートフォン側の端子電圧が4.8[V]となる。

3.1.0Mの太さでケーブル長を長くした場合

・ケーブル長が1.5Mの場合 (途中式省略)

1.5Mの電圧降下[V]={(0.017241/0.2582)×(1.5×2)}×1.5A≒0.3[V]    5V-0.3V=4.7[V]

・ケーブル長が2.0Mの場合 (途中式省略)

2.0Mの電圧降下[V]={(0.017241/0.2582)×(2.0×2)}×1.5A≒0.4[V]     5V-0.4V=4.6[V]

USB協会で規定されているUSB電源(VBUS)の規格値は5V ±0.25[V]です。電圧降下により、USB規格値の範囲外となり接続先のUSB端末がUSB電源として認識できなくなる可能性があります。

ケーブル長毎の1時間当たりの充電電力[mWh]を算出します。

1.0Mの場合 4.8V×1500mA×1h=7200mWh

1.5Mの場合 4.7V×1500mA×1h=7,050mWh

2.0Mの場合 4.6V×1500mA×1h=6,900mWh

ケーブルが長くなるにつれて充電電力が低下していく傾向が見られます。

なので、お買い求めの際に短いケーブルの太さと同じ1.5Mケーブルや2.0Mケーブルは注意が必要です。

4.おすすめケーブル

上記の内容を考慮して、私がおススメするケーブルは次の条件を満たしたケーブルです。

・ケーブルが太い
 上記で述べた通り。細いことで良いことはないです。
 <見分け方>
 お店で陳列されている商品は、各メーカー別に長さ毎横並びになっている状態で売られて
 います。長さ関係なく同じ太さで売られている商品は選ばない方が良いでしょう。
・丸いケーブル
 最近、フラット(平ら)ケーブルが見受けられますが銅線の断面積が少ない。収納面は優れ
 ていると思いますが、曲げ方向に対して制限があり耐久性も悪いです。丸いケーブルは曲げ
 方向に制限はなく無難な形状と言えます。
・曲げに強いSR形状
 コネクタ外形とケーブルの根元まで一体化した以下の形状がおススメです。


 
 

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