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電力

次世代USBは最大100Wまで給電可能に 59

ストーリー by hylom
ごついUSB給電アダプタが登場しそうだ 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、

Intelは「Thunderbolt」およびUSB 3.0で規定されているSuperSpeed USBを拡張し、スピードを倍増させると発表した(ComputerWorldの記事)。

Thunderboltでは20Gbps、USB 3.0 SuperSpeed USBでは10Gbpsのデータ転送レートを実現する予定だ。Thunderboltの拡張により、4K映像のファイル転送を可能にできる。Intelの発表ではスピード面の拡張が主体となっているが、USBの給電量が10Wから最大100Wまで拡張された「USB Power Delivery(USB PD)」が用意されたことも大きな変更点だ(ComputerWorldの別の記事ITmedia本家/.)。

非営利団体「USB-IF」の議長兼COO(Chief Operating Officer)を務めるJeff Ravencraft氏は、この技術によって単一のUSBハブでデータ転送と給電システムの両方を提供できると述べ、これによってコンピュータ、周辺機器、ハイビジョンディスプレイなどのデバイスごとに必要とされていたACアダプタなどが不要になるとしている。また、スマートフォンをノートPCの非常用バッテリーとして電力を都合しあえるようになるとも述べている。

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  • 100Wがそのままスルーしてくれればコネクタとしては問題ないわけですが、
    おそらく、100Wを送り出す側も、受ける側もそれなりの回路構成が必要なわけで。
    さらに言うとそれらをコントロールするチップが無損失で動くはずがない。

    ハイパワーを扱う分だけ、電源まわりの設計は一段と難しく、
    コネクタの接触不良があれば電力が浪費されて熱に変換され、
    放熱ができなければ簡単に煙を吹くことになると思います。

    以前から、USBを電源として使うのは「間違った使い方」だと思ってたのですが、
    世間の常識はそっちに進むのか。むしろ電源としての利用こそ本道と。
    プロファイル4を実装すればmicroUSBコネクタに20V x3A流して60W給電可能?
    いやはや。確かに手持ちのRaspberry PiもmicroUSBコネクタで給電してますけど。

    電源コネクタのないノート用外付けHDDが起動に使う電力を稼ぐため、信号の流れる
    USBポートの他に、電源を確保するためだけにもう1本USBコネクタを装備していたように、
    100W以上の電力を要求するハイエンドなノートパソコンには
    USBポートをダブルで使って給電するんでしょうか。
    うちには自動車のシガーライタソケットにセットする簡単なインバータ(MAX 130W)を
    オーバーロードさせるぐらい電力食いのノートパソコンがあるんですけどね。

    • 流れる電流自体は現行と変わらなくて,電圧が増えるだけだから,そこまで危なくないのでは?今のなし崩し的に大量に電流を流していくような流れの方が危険過ぎる。

      あと,ちゃんとネゴシエーションして機器の対応や接続がちゃんとしていることを確認してから危険電圧を流す仕組みは,既存の普通のコンセントを全部代替していいんじゃないかってくらい安全だと思いますけど。

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      • by epgrec (43527) on 2013年04月25日 13時26分 (#2370411)

        5Aというと割りに厄介な電流の大きさになるので、元レスの懸念はわかります。
        USBのヘロいコネクタで大丈夫かな、という。

        規格にはケーブルや接点で許される降下電圧の最大値が決められてたり
        しますけど、コネクタにホコリが入ってたり接点が劣化したりして元の性能が
        取り戻せないような状況では接点から熱が出て煙が…みたいなことは起こりえる
        かも。目を通した限りでは温度ヒューズのような物理的な措置は規格で
        要請されていなかったので保護策としてはセンサーと電流制限回路で対応する
        形でしょうか。

        電流が変わらないので危険性は変わらないといえば変わりませんが絶縁破壊は
        電圧アップで起きやすくなるので耐ホコリ性能とかは落ちますね。

        ネゴの方ではピークパワーをクライアント側に通知できたり、そのピークパワーを随時
        変更できたりと、柔軟な制御ができそうで、それと保護策を組み合わせて安全を担保する
        ことができるだろう、という見込みなんでしょう。

        ケーブルを減らすという点ではニアフィールドの高速無線通信で、という話もあって個人的には
        そっちに期待してたけど、USBで電源を供給して電源ケーブルを減らす方向に行くのはちょっと
        予想外な感じは受けてます。

        親コメント
      • by Anonymous Coward

        怖いのはケーブルの方じゃないでしょうか。現在出回っているUSBケーブルはせいぜい5V1A程度しか想定していない(それすら配慮していないものもありそう)ですが、100W給電機器が出てきたときに適当にそこら辺にあるUSBケーブルを使って発煙発火のトラブルになりそうな気がします。

        PoEの場合ですが、普通のイーサネットケーブルは30V程度の耐圧しかないものが多いのに対しPoEでは54Vの電圧を掛けるため、ちゃんとPoE対応をうたうケーブルを使わないと事故につながるかも、と聞いたことがあります。

        • by Anonymous Coward on 2013年04月25日 8時42分 (#2370137)

          接続した際に機器側でケーブルの規格を確認して、規格を満たした場合のみUSB PDとして電流を流せばよい。
          規格に満たない場合や確認できない場合は、従来通りの電圧、電流のままということで。

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          • by Anonymous Coward on 2013年04月25日 10時27分 (#2370239)

            ケーブルの規格ってどう確認するのよ?

            コントロールチップがケーブルに入っている(のを確認)とかならともかく、刺さっているケーブルの電気的な特性だけどその場で調べてって結構難しそうな気がするんだけど。正直、既存ではそんなコネクタ・ケーブルは知らないし。ケーブル自体の形状・ピン数を変えるとかは別として。

            親コメント
            • by Anonymous Coward

              > 刺さっているケーブルの電気的な特性だけどその場で調べてって結構難しそうな気がするんだけど
              USB1.1から既にやってるし特別難しくはない。

              • by Anonymous Coward

                それって、刺さっているUSBデバイスからの情報に基づいているだけで、ケーブルがその仕様に合っているかどうかなどの電気的な特性を調べているわけじゃないんじゃない?

                だから具体的にどうしているのよ?
                インピーダンスくらいは見てもおかしくなさそうだけどさ、具体的にどうしているのよ?そんなんUSBポートで計れるの?上目線で言うのならばUSB1.1 と USB2.0 用のケーブルの違いをどのように認識しているのかまず解説して。

              • by Anonymous Coward on 2013年04月25日 11時35分 (#2370298)
                USB 2.0 → 3.0 のときみたく上位互換なコネクタ形式にして、対応するケーブルか確認するための端子を追加すれば良いんじゃないでしょうか。

                粗悪品を作るメーカーまでは排除できないけど、既存のケーブルはこれで対応可能でしょう。
                親コメント
              • by Anonymous Coward

                USBはUSBでも微妙に形の違うコネクタがまーたたくさんできるわけね。
                もしかしてミニとマイクロも対応するんだろうか。
                さらに次はキロワットUSBを規格化するぞ!とかいってさらにコネクタの形が増えるとか。

              • by Anonymous Coward

                いやふつーに特定の線がショートされてるかどうかで確認してますが。
                でなきゃ500mA以上の電流なんか流せない。

              • by Anonymous Coward

                >粗悪品を作るメーカーまでは排除できないけど、

                電流が低いうちは粗悪品でも大事故には至りにくい(せいぜい認識しないとかノイズで接続が切れるとか)ですが、大電流を粗悪品に流すのは怖すぎます。下手すりゃ火事になりまっせ。

                HDMIみたいにケーブルにもロイヤルティを課すとか必要になるんじゃないかなぁ

              • by Anonymous Coward

                100Wも供給するならせめてロック付きタイプにしてほしいわ
                ピン数増やせばいいってもんじゃねーよ

              • by Anonymous Coward
                そもそも USB 接続の機器が使用できる電流は接続時点では 100mA (USB 2.0 まで) 150mA (USB3.0) までで、その後デバイスから要求してホストが許可した時点で 500mA (USB 2.0 まで) / 900mA (USB 3.0) が使えるようになる。

                USB 1.1/2.0 で 500mA 以上の電流はそもそも規格上流してはいけない。本当に特定の線のショートを確認して 500mA 以上の電流を流すデバイスがあるとしたら、それは USB の規格外のシロモノ。

                Mini/Micro 系コネクタの ID ピンのことを言ってるなら、あれは A/B 両対応のレセプタクルでどちらが接続されたか判断するために使うもので、供給可能電流とは無関係。
              • by Anonymous Coward
                Battery Charging Specification のことを言ってるのか。

                でもあれも『ホストが給電可能かどうか』を示すためのもので、『ケーブルが大電流対応かどうか』を示すためのものじゃないから筋違い。
          • by Anonymous Coward

            途中に「USBっぽい延長ケーブル」があったりする場合はどうなるんだろう

          • by Anonymous Coward

            >規格を満たした場合のみUSB PDとして電流を流せばよい。

            まあ実際、策定された規格はそうなってますしね。
            ネゴシエーション/給電時にケーブルの特性も見て、いける場合だけ大電力供給になるんで。

      • by Anonymous Coward
        現行の規格では USB2.0 : 5V 500mA → 2.5W、 USB3.0 : 5V 900mA → 4.5W なわけで、 20V としても 100W 供給するためには 5A 必要で、電流も現行のままとは行かないように思うのですが…
    • どんな製品が出てくるのかわかりませんが、
      そろそろユーザーが混乱しはじめるような気がします。

      動かなかったときに、どう考えるかですよねぇ....

      親コメント
    • 不用意に触れると感電しそうな気が。
      まだ大丈夫?

    • by Anonymous Coward

      無線にすれば解決しそう

  • Rくん歓喜 (スコア:3, おもしろおかしい)

    by Anonymous Coward on 2013年04月25日 9時58分 (#2370212)

    2口使えばご飯が炊けるじゃないか

  • 何に使うんですかね~
    スマホなどの電子機器の充電でしょうか?
    100Wいっぱいまで使うと、パソコンの電源容量も圧迫しかねないですね。

    • たとえばiPadとかKindle Fire HDとかでも従来のUSB規格じゃ足りないし、
      厳密にはiPhoneでも既にオーバーしてるそうだし。
      #Kindle Fire HDでは、たとえばPCのUSB端子はもちろん、セルフパワーのUSB経由で
      #接続すると、(実際のACアダプタの容量は足りていたとしても、)認識できないから小電力の
      #USB電源と判断して稼働中の充電ができなくなるらしい。USBに接続しっぱなしでも動かすと
      #バッテリーが減る。充電は本体の電源がOFFの時だけ。
      #専用の(大電力)USB電源だと稼働中でも充電可能。

      USBの外付けHDDやBD/DVD(-RAM、-R/W等)ドライブ、プリンタ複合機。
      給電が今より増えて10~30Wくらいになるだけでも応用範囲は広いと思う。

      んで、新規格を作るときは将来の拡張を見据えて一回り大きく作っておく物。
      とりあえず現時点で必要なのが10Wだとしても、実際に規格の最大電力を10Wに
      すると、その規格の寿命が短くなる。

      だから最大で100Wというのは妥当な数値だと思う。

      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2013年04月25日 11時57分 (#2370318)

        >だから最大で100Wというのは妥当な数値だと思う。

        実際に100Wで使用しない場合でも、規格対応を謳うために、出力側の機器にデカイ電源を積まなきゃならないのが問題。この100Wというのが定常負荷ではなくピーク負荷ならまだ分かるんだけど。

        親コメント
    • パソコンに搭載されるより周辺機器に多く採用される技術だと思う
      ノートPCやデスクトップPCが電力供給側になるのではなく受給側になるほうが現実的かと

      スマホをノートPCの非常バッテリーというより、今のスマホ向けなどで売られているモバイルバッテリーがノートPCの非常バッテリに使われたり
      外部ディスプレイとノートPCを1本で繋いで電源と映像・音声信号をやりとりしたり
      iPhoneのACアダプタのようなUSBポートしかないのがノートPCのACアダプタになってノートPCからACアダプタの端子が消えたり

      • by Anonymous Coward

        100Wというと家庭用電気機器も使えそうなキャパなので世の中ACアダプタの端子からUSB端子に変わるとなるとありがたいですよね。なんと言っても全世界共通なのが良いし、コンパクトだし。

    • by Anonymous Coward

      3.5インチ外付けHDDに電源コードが要らなくなる

    • by Anonymous Coward

      >100Wいっぱいまで使うと、パソコンの電源容量も圧迫しかねないですね。

      たしかに。4ポート搭載すれば400wになりますね。

  • by Anonymous Coward on 2013年04月25日 15時14分 (#2370510)

    USB端子から最大100Wを給電できる規格策定へ 2011年08月14日 15時35分
    http://hardware.srad.jp/story/11/08/13/2353221 [srad.jp]

    USB 3.0の100W給電、今夏にも仕様策定完了 2012年04月19日 6時00分
    http://hardware.srad.jp/story/12/04/18/1845256 [srad.jp]

    最大100WのUSB給電規格、USB PDの策定完了 2012年07月29日 16時58分
    http://hardware.srad.jp/story/12/07/29/0633251 [srad.jp]

  • by Anonymous Coward on 2013年04月25日 7時40分 (#2370116)

    > スマートフォンをノートPCの非常用バッテリーとして

    すぐバッテリー切れになりそうだが、どれぐらい持つものだろう?
    それとも逆の話?

    • by upken (38225) on 2013年04月25日 7時56分 (#2370120)

      自動車のバッテリーあがりの時の非常対策としても使えそうですね。

      親コメント
      • by Dobon (7495) on 2013年04月25日 8時14分 (#2370128) 日記

        セルモータって1kwくらい喰いませんでしたっけ?
        携帯電話の電池では容量不足な気がします。

        # 計算上は1回だけなら動きそうだけど、ごつい携帯電話になりそう……

        --
        notice : I ignore an anonymous contribution.
        親コメント
        • by upken (38225) on 2013年04月25日 8時27分 (#2370133)

          調べてみたら 100~280A も流れるんですね。
          100W 供給できたとしても配線が燃えそうです。ダメか

          親コメント
          • by Anonymous Coward

            コンセントを使うジャンプ スターターでも12Vで最大20~40A程度の機種だとバッテリーに5~10分の予備充電を実施しますのでそういうタイプなら。

          • by Anonymous Coward

            リンク先のitmediaを見るに20V給電らしいが
            まず5V給電をすると相手側から20Vの給電リクエストが来るのだろうか

            ノートパソコンだと現在の電源容量以上の給電能力はないだろうからデスクトップ専用か

            • by Anonymous Coward

              プレゼンテーション利用中のプロジェクターからノートPCへ供給とか考えてるようですよ

            • by Anonymous Coward

              20Vって事は、今でも19Vが多いノート用電源では?
              100Wってのも、確か大きい奴の相場が95Wだから、そこはカバーしている。

        • by Anonymous Coward

          みんなの電池を分けてくれ!

  • by Anonymous Coward on 2013年04月25日 11時37分 (#2370302)

    3.5sqのケーブルでも使うのかな

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未知のハックに一心不乱に取り組んだ結果、私は自然の法則を変えてしまった -- あるハッカー

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