- USB PDには細かい『リビジョン』と『バージョン』がある！
- 『パワープロファイル』と『パワールール』ってのもある！
- 最新規格に沿った仕様の見方をする必要がある！
USB PD 2.0もUSB PD 3.0も最新！？
USBの充電規格『USB PD』を調べていくと、『USB PD 2.0』とか『USB PD 3.0』という単語を耳にするはず。うーん、とってもややこしい…。ということで、改めてUSB PD周りのキーワードと電力供給のお勉強。
USB PDには、『バージョン』と『リビジョン』があってだねー。
しかも、『パワープロファイル』と『パワールール』があってだねー。
すでにややこしいことこの上ないんやけど…。
Contents
はじめに
本題に入る前に、簡単な『USB PD』の仕様をおさらい。
USB PDの電力・電圧・電流についてと、そもそもの電力供給量を算出するための公式について、この2点をまずは振り返ります。
USB PDの基本仕様
- 電力（W）：最大100W
- 電圧（V）：5V・9V・（12V）・15V・20V
- 電流（A）：3A・5A
USB PDの基本的な電力供給量の仕様は上記のとおり。
従来のUSBによる電力供給との大きな違いは、電圧が5V固定ではないこと。そして、最大100Wという大きな値を出せるようになったということです。
とにかく、キモは100W出力ですなー。
あ、12Vが括弧書きな理由は、読み進めていくと分かるのであーるっ。
電力供給量算出の公式
電力供給量（W） ＝ 電圧（V） × 電流（A）
そもそも電力供給量を算出する方法というのは、非常に簡単で上記のような公式（直流回路の場合・抵抗値は無視）に当てはめることができます。あれです、中学校とかで習うやつですな。
交流電源だと、三角関数とか微分積分をゴニョゴニョ〜っと！そして、合成インピーダンスの算出を……。
とりあえず、交流電源は置いておきましょう。話が逸れてきますわ。
直流やら交流やらという細かい話はさておき、先程のUSB PDの仕様を電力供給量算出の公式に当てはめると、
100W ＝ 20V × 5A
となるわけです。
ただの掛け算の組み合わせなら、めっちゃ簡単な気がするんやけど…！？
ところがどっこい、そーんな簡単に終わらせてくれないのがUSB PD様（？）なんだよねー。
リビジョンとバージョン
USB PDを調べていくうちに出てくるキーワードとして、
- リビジョン
- バージョン
というものがあります。
リビジョンとバージョンの違い
USB PDのリビジョンとバージョンの関係。USB PDの『リビジョン（Revision）』と『バージョン（Version）』。
この2つ世代を示すキーワードの関係性は上記のとおり。リビジョンがメジャーアップデートで、バージョンがマイナーアップデートというイメージ感ですな。てか、その時点でややこしい気が…。
USB PD 3.0の“3.0”はリビジョンを指してるんだよー！
USB PDのバージョン3.0、ということではないわけですね。
そゆことですなー。
そこを履き違えると、なかなかに大変なことになってくるかもっ！？
USB PDのリビジョン
| Revision | 発表年 | USB端子形状 | 信号 |
| 1.0 | 2012年 | Type-A/B | Vbus |
| 2.0 | 2014年 | Type-A/B/C | CC（Type-C） |
| 3.0 | 2016年 | Type-C | CC |
USB PDにおける各リビジョン。
USB PDのリビジョンには、2019年現在3.0まで存在しています。
こうやって見ると、USB PD自体はUSB Type-C以外も想定されていた（実際に使われたかは微妙だが）ようです。時間軸的にも、USB Type-C構想以前から、USB PDの概念はあったというわけです。
基本的にはリビジョンで区切っていいんだけど、USB PD 2.0だけちょ〜っと、ややこしいんだよねー。
USB PD 2.0の途中で電力供給のルール変更があった。USB PD 2.0の細かな差異
- USB PD 2.0 Ver. 1.1まで：パワープロファイル
- USB PD 2.0 Ver. 1.2から：パワールール¹
¹USB Type-Cに関して。
これから、この『パワープロファイル』と『パワールール』について触れていくのですが、事前に知っておきたいのは『USB Power Delivery Revision 2.0 Version 1.1』を境に、USB PDの電力供給に関するルールが大幅に変わっているということです。当然、現在では『パワールール』が適用されています。
だから、パワープロファイルに関しては、新旧を区別するために知っておくだけって感じだねー！
パワープロファイルとパワールール
そういうわけで、
- USB PD 2.0 Version 1.2〜
- USB PD 3.0 Version 1.0〜
で採用されている『パワールール』と、それ以前まで採用されていた『パワープロファイル』について、それぞれ見ていきます。
パワープロファイル
| プロファイル | 電力 | 電圧・電流 |
| Profile 1 | 10W | 5V・2A |
| Profile 2 | 18W | 5V・2A 12V・1.5A |
| Profile 3 | 36W | 5V・2A 12V・3A |
| Profile 4 | 60W | 5V・2A 12V・3A 20V・3A |
| Profile 5 | 100W | 5V・2A 12V・5A 20V・5A |
USB PDのパワープロファイル。
USB Power Delivery Revision 2.0 Version 1.1（USB PD 2.0 Ver. 1.1）まで採用されていた『パワープロファイル』は、上表のとおり。
USB PDのパワープロファイルはすでに古い仕様となっており、現在では使われていません。
おそらく、家電量販店やAmazonで、USB PD充電器を購入してもパワープロファイルが適用されているものはないはず。なので、“こういうのがあった”ということだけ理解しておき、現在では適用されない古い規格ということを頭に入れておくべき。
USB PDにも1.5A出力があったのですね。
実際に使われたのか微妙だけど、パワープロファイル時代の“12V出力”を使っているUSB PD充電器は結構見かけるんだよねー。
パワールール
| W数（PDP） | A数（5V） | A数（9V） | A数（15V） | A数（20V） |
| 0.5W以上・15W未満 | PDP/5A | - | - | - |
| 15W | 3A | - | - | - |
| 15W超過・27W未満 | 3A | PDP/9A | - | - |
| 27W | 3A | 3A | - | - |
| 27W超過・45W未満 | 3A | 3A | PDP/15A | - |
| 45W | 3A | 3A | 3A | - |
| 45W超過・60W | 3A | 3A | 3A | PDP/20A |
| 60W | 3A | 3A | 3A | 3A |
| 60W超過・100W未満 | 3A | 3A | 3A | PDP/20A¹ |
| 100W | 3A | 3A | 3A | 5A¹ |
USB PDのパワールール。
¹5Aケーブル（eMarker認証チップ搭載）ケーブル利用時のみ。
USB Power Delivery Revision 2.0 Version 1.2（USB PD 2.0 Ver. 1.2）以降に採用されている『パワールール』は、上表のとおり。基本、こっちを見ればOK。
現在、USB PDはこのパワールールに基づいて適用されている。なので、テスターで計測したい場合は、このパワールールに基づいているか否かを判断するべきでしょう。
| W数（PDP） | A数（3.3V〜5.9V） | A数（3.3V〜11V） | A数（3.3V〜16V） | A数（3.3V〜21V） |
| 0.5W以上・15W未満 | PDP/5A | - | - | - |
| 15W | 3A | - | - | - |
| 15W超過・27W未満 | 3A | PDP/9A | - | - |
| 27W | - | 3A | - | - |
| 27W超過・45W未満 | - | 3A | PDP/15A | - |
| 45W | - | - | 3A | - |
| 45W超過・60W | - | - | 3A | PDP/20A |
| 60W | - | - | - | 3A |
| 60W超過・100W未満 | - | - | - | PDP/20A¹ |
| 100W | - | - | - | 5A¹ |
USB PDのPPS時のパワールール。
¹5Aケーブル（eMarker認証チップ搭載）ケーブル利用時のみ。
なお、USB 3.0以降は、上表の『PPS』（プログラマブル・パワー・サプライ）がオプションで利用できる。
この『PPS』では、電流を一定にして電圧上昇させたり、電圧を一定にして電流を降下させたりする制御を行っている。
USB PD対応の充電器やモバイルバッテリーのPDOに、『3.3V〜2.9V・3A』のような記載があった場合、当該充電器やモバイルバッテリーは『USB PD 3.0』であるということになるわけです。
USB PD 3.0対応充電器
各USB PD（Rev.・Ver.）の違い
何だかややこしい感じになってきたので、各USB PDのリビジョンとバージョンについて、以下の表にまとめてみました。
| USB PD 1.0 | USB PD 2.0 （Ver. 1.1まで） |
USB PD 2.0 （Ver. 1.2から） |
USB PD 3.0 | |
| 電源管理 | パワープロファイル | パワールール | ||
| CC | - | ○ | ○ | ○ |
| PPS | - | - | - | ○ |
| FRS | - | - | - | ○ |
各USB PD（Rev.・Ver.）の規格表。
なお、『FRS』というのは、ファスト・ロール・スワップの略で、瞬時に受電側・給電側の役割（ロール）を切り替えるという機能です。要するに、電力のあげる側ともらう側のRoleをSwapする…って、そのままだった！
このFRSは、ノートパソコンとかタブレットのUSB Type-Cポート（もち、PD対応）で見かける機能だねっ！
各USB PDの総括
USB PDを時系列と機能でマッピング。今回のお勉強をノート的にまとめると、こーんな感じなはず！
もっと総括的にしちゃうと、
- USB PD 2.0 Ver. 1.3
- USB PD 3.0 Ver. 1.2
が現時点では“最新”のUSB PDの規格ということですな。
だから、パワールールだけ考えればOKってことですな〜♪
まとめ「現行のUSB PDでは『パワールール』だけ気にすればOK」
いろいろと調べた結果、現行のUSB PD（USB PD 2.0 Ver. 1.3・USB PD 3.0 Ver. 1.2）では、『パワールール』だけ気にしておけばOKということです。パワープロファイル…そんなの過去のものさ！
あ、USB PD 3.0の場合は、オプションの『PPS』もチェックしておくと良き良きかもですね。
結論、超ややこしかった！以上っ！！解散っ！！！
この記事で紹介したガジェット
おまけ
パワープロファイルが“過去のもの”ってことを理解しておかないと、いろいろ混乱してきそうだよねー。
出力電圧も違うわけやしね。
実際に使われているか否かは別として、USB端子形状の差異もややこしい気がしますわね。
事実上、USB PDはUSB Type-C専用って感じだけど、仕様上はAもBもあるのがねー。うーむ……。
おわり
Reference：
USB Charger (USB Power Delivery) - USB-IF, iPhoneに続いてPCの音声端子もなくなる？ 知っておきたい2017年の注目技術 - IT Media, USB PDの技術 〜安全と利便性を実現する技術〜 - Renesas Electronics, 【USB】第6回 USB充電を大きく変える新規格、USB PDとは？ - ＠IT
