Tag Archives: 充電器

過熱する可能性のあるUSB充電ケーブルを購入しないための方法とは

Allion Labs   USB規格の発展と充電の応用 USB規格は、最初のUSB 1.0から最新のUSB4まで、私たちの暮らしに最も密接な規格の一つとなっています。USB規格の進化は、伝送速度の向上だけでなく、充電速度も向上しています。最初は電力供給能力がわずか2.5W（5V/0.5A）でしたが、現在のUSB Power Delivery（PD）仕様では最大240W（48V/5A）に引き上げられています。これにより、USB充電は、モバイルデバイスに加え、ノートPCなどの高い電源供給のニーズにも対応できるようになりました。   スマートフォン、タブレットなどの携帯型デバイスの普及とともに、USB充電はこれらのデバイスの主要な電力供給手段の1つとして徐々に発展し、さまざまなシーンで広く使用されています。例えば、家庭シーンにおいて、スマートフォンや、タブレット、Bluetoothヘッドフォンなどのデバイスを充電するたびによくUSB充電器を使用します。オフィス、学校、パブリックスペースにも、ユーザーがデバイスを充電できるように各種のUSB充電コンセントが用意されています。さらに、USB充電は自動車や飛行機などの交通手段でも広く使用されます。しかし、USB充電の普及に伴い、潜在的なリスクも徐々に浮上してきました。その中でも主要なリスクの1つは、充電ケーブルや充電器の品質問題です。過熱、過充電、ショートなどにより、デバイスの損傷や火災の原因に繋がります。   USB充電ケーブルが過熱して溶ける悲劇が発生 USB充電製品の普及に伴い、最近では多くのメーカーが品質の問題で、製品を回収する課題に直面しています。 近年のあるニュース「【注意】「iPhone 15 [...]

高出力・多機能なマルチポートを備えた充電器が熱くなって充電できない？

市場にはモバイルバッテリーからマルチポート充電器など、さまざまなタイプの充電デバイスが数多くあり、また新しい充電方法も次々に登場しています。入出力は2×USBをサポートするものから4×USBをサポートする大型のものまで多岐にわたり、一部のモバイルバッテリーでは、ケーブルを備えたものやAC電源入力をサポートしているものさえあります。しかし、多くの消費者がこうした製品を購入する一方で、充電中に過熱、溶解、焼損、爆発するといった生命と財産の安全にかかわるニュースを時折耳するため、こうした製品を誰も気にせず安心して使用していいものか、消費者は不安を感じています。また、販売店とブランドメーカーは市場で売上げを伸ばすため、こうしたリスクにどう対処し回避すべきでしょうか。アリオンは、USB認証試験とカスタマイズ検証を兼ね備えた業界唯一のラボとして、シミュレーション可能なテスト環境を構築でき、主要な充電器ブランドやメーカーとの協力関係から得た豊富なテストケースの経験を有しています。一般的な製品設計と潜在的な応用リスクは次の通りです。 知らないでは済まされない！マルチポートパワーバンクと充電器の設計および潜在リスクと分析  1.　充電器の温度制御能力が不十分だと、ユーザーがやけどしたり、ケーブルインターフェースの溶解を引き起こす可能性あり  昨今GaN技術の充電器が新しいトレンドになっています。そのメリットは非常に小型で軽量なことですが、使用後に触れると少し熱く感じるのが玉にキズです。マルチポート充電器製品の場合、外観や温度制御、安全性をどのようにバランスよく設計するかが重要で、製品の安定性と安全性テストの中で非常に重要なポイントとなっています。アリオンの環境シミュレーションラボで、環境温度23度の中、充電器の温度制御パフォーマンスに関するテストを行い、充電器を長時間使用した場合の温度の安定性を含め、正常な使用範囲内で動作し過熱の問題を回避できるかを確認しました。 以下は、とあるGaN技術の充電器に関するテスト結果です。環境温度が23度のテスト条件下で、充電器のすべてのポートでデバイスを充電した際、測定した外部ケースの最高発熱源の温度は以下の通りです。 医学的研究によると、45度の物体が肌に直接触れたまま30分以上経過すると、赤みやかゆみの症状が現れる恐れがあり、温度が50度に達すると、接触時間がたった5分でも低温やけどのリスクがあり、温度が60度から70度に上がると、その物体に直接触れるべきではないと言われています。アリオンのテストデータから、この製品は市場でユーザーから返品されるリスクがあるだけでなく、ユーザーがけがをして損害賠償を請求されるリスクもあることが分かります。  2. シェアパワー後、充電能力が不足や過剰となり、ロジックエラーが発生する  アリオンのユーザー検証シナリオでは、充電器がシェアパワーモードで複数のデバイスを同時に充電する場合、各デバイスが十分な充電を受けられるかどうか、また電力の配分が充電器の設計に合致しているかどうかを確認することができます。さらに、さまざまな操作システムを持つデバイスと正しく接続し、安定して充電できるように、ユーザーグループごとにデバイスをシミュレーションして互換性検証を行います。アリオンの経験に基づくと、よく発生する問題は以下の通りです。 A. 充電能力の不足または全体の出力が設計仕様を超えている 一部の充電器でシェアパワーを実行すると、一部の充電ポートでは充電プロファイルで宣言された充電電力があるにもかかわらず、実際にデバイスに接続すると不足していることがある。詳細な検証で電気負荷を使用して強制的にパワーを増やすと、充電器がOCP（Over Current Protect、過電流保護）に入ることがある。 充電能力が過大で、予想以上の充電プロファイルを宣言しサポートする。元々製品にデフォルトで設定された最大出力が100Wの充電器でも、シェアパワー後にすべての充電ポートを合計すると110W以上になることがある。 [...]

充電温度がワイヤレス充電製品にもたらす影響とは？

Allion Labs/Ralph Liao リチウム電池とは？ リチウムイオン電池（LithiumIonBattery、略LIB）、別名リチウム電池は、リチウム金属またはリチウム合金を負極とした非水電解質溶液を用いた電池の一種です。リチウム金属の化学特性が非常に活発であるため、リチウム金属の加工、保存、使用は環境へ考えさせられることが多くあります。リチウムイオン電池中の電解液は、ゲルとポリマーの混合物です。電池の正極と負極は、リチウムイオンを受容、放出するためのスポンジのような物理構造を有する必要があります。充電中、リチウムイオンは負極から電解液中に移動し、スポンジにその水が入り、リチウムイオンは正極の穴に入っていき、放電の方向が全く逆になります。 現在電子産業でよく取り上げられているリチウム電池は、実はリチウムコバルト電池です。広義で充放電可能リチウム電池とは、黒鉛負極、コバルト、マンガンまたはリン酸鉄を用いた正極、およびリチウムイオンを輸送できる電解液から構成されています。リチウムイオン電池構造は現在正式に商業化に成功し、リチウムイオン二次電池として何度も充電して繰り返し使用することができます。これは、リチウムイオン二次電池の正極と負極に使用される化合物が材料構造に無理な変化を起こさずにリチウムイオンの出入りを促すことができるため、充放電中にリチウムイオンが正負極間を往復させることができるからです。 リチウム電池の標準的な電圧は3.7 Vですが、充電満タン時の電圧は4.2 Vまで貯めることが可能です。エネルギー密度は高く、サイクルの寿命が長いため、現在では多くの3 C製品がリチウムイオン電池を電源としています。リチウム電池の欠点としては過放電と過充電に耐えられないことであり、誤った使用は電池の寿命を減らすだけでなく、熱暴走による爆発、発火などの安全性にも問題があります。市場のほとんどのリチウムイオン電池には保護回路や電池のコアに防爆機構が搭載されています。 リチウムイオン電池の動作原理には正極と負極の間のイオン運動によるものです。理論上このメカニズムは永遠に有効ですが、時間が経つにつれて、使用頻度、高温、老化が性能を低下させる可能性もあります。そのため、メーカーはほとんどはリチウムイオン電池の寿命を300〜500回の放電／充電サイクルに指定した保守的な方法を採用しています。 リチウムイオン電池は熱を受けると同時にその圧力を受けるため、電池を高充電電圧にしているのと同じようになってしまいます。もし電池温度が30°C（86°F）以上であれば高温となり、ほとんどのリチウムイオン電池では4.10 V/cell以上であれば高電圧となります。バッテリーを高温にし長時間フル充電の状態にしていると複数回充電するよりもバッテリーが故障しやすくなる原因になります。 Battery Universityの研究によると、0°Cの温度で40%まで充電すれば、1年後の電池の状態は出荷時の98%を保持することができます。同じ0°Cの温度で100%まで充電したとしても、1年後の電池の健康度は出荷時の94%を保持することができます。しかし、40%と100%に充電する際、充電温度の増加に伴い60°Cの状態で100%に充電すれば、3ヶ月で電池の状態が60%になってしまうことがわかりました。ワイヤレス充電は電磁誘導による技術であるため、通電後の磁気コイルには磁場変化が生じ、電子の流れが充電可能な電流を発生させています。電流の発生時は必ず熱エネルギーが発生し、充電が速ければ速いほどその熱エネルギーは強くなるので、 [...]

Appleファン必見！MagSafeとは？充電器はどう選ぶ？

Allion Labs/Ralph Liao MagSafe (マグセーフ)とは？ MagSafeは、2006年にMacBookで初めて使用された磁気ワイヤレス電力伝送の規格です。2020年10月13日、Apple社はiPhone 12およびiPhone 12 Proとともに、MagSafeの新しいバージョンをリリースしました。新バージョンの MagSafeは最大15ワットの電力を供給でき、Qi規格の下位互換性があるため、MagSafeはMac用MagSafeとiPhone用MagSafeの2つに分けて見る必要があります。   MagSafe for Mac MagSafeは2006年1月10日に開催されたMacWorld [...]

アウトドアに不可欠な充電グッズ！モバイルバッテリーの選び方

Allion Labs/Dreaming Chou モバイルバッテリーは名前通り、ユーザーが外出する時に携帯する電源供給装置です。現在マルチ機能のスマートフォン及び高画質のメディアニーズに連れ、消耗する電量も増えました。ところが、2020年より、コロナ禍によって、ユーザーの習慣が変えられ、多くの人は外出を控え、それに伴って、オンライン授業、リモートワークの需要が生じ、人々の生活と使用習慣を根本的に変えました。それにより、消費者がモバイルバッテリーのニーズが著しく減少、市場販売量も停滞していました。幸いなことに、ワクチン接種、及びコロナ軽症化の傾向、ポストパンデミックの時代に入り、通常の通勤通学に戻り、リベンジ旅行解禁、レストランの写真をSNSに投稿、通勤中の動画視聴、ゲームで時間をつぶす日常生活が一つ一つ戻ってきました。スマホ、持ち運ぶ電子製品が電池切れにならないように、多くの消費者が出かける時は様々な充電グッズを持ち歩きます。これもモバイルバッテリー製品のニーズの回復に繋がります。 この二年間、モバイルバッテリー市場の停滞期を経て、需要の増加のほか、一部のユーザーも古いバッテリーを新しいのに代わります。しかし、モバイルバッテリーの爆発事故は時折りにニュースになります。モバイルバッテリーを選択購入前に、知ておかないといけないキーポイントがあります。下記はアリオンがODM及び各大手メーカーお客様に長年サービスを提供、集めてきた経験から纏めたポイントを参考としてご紹介します。  一部選び方のポイントが六つに分かれています  安全保障 容量体積 ポート規格 充電技術 対応装置 互換性問題  1. 安全保障  多くのブランドが販売しているモバイルバッテリーは安全承認がないと販売できません。例えば、BSMI（台湾商品試験）、CE（EU合格認証）、FCC（連邦通信委員会）など、販売する現地の法律に従います。また、一部の業者は自身の製品に安全保護設計を取り入れたことを表示します。通常のは過充電/過放電保護、過電圧電流保護、短絡、又は過熱保護があります。PL保険を追加する商品もあり、又は第三者検証ラボの試験レポートを提供します。例：  2. 容量体積  [...]

高消費電力ニーズに応じてPD充電器がどのように進化を遂げるのか？

Allion Labs/Dreaming Chou 今では誰もがスマートデジタルデバイスを手にする時代になり、機能やアプリケーションが増えるにつれて、消費電力も増加し、充電器へのニーズは充電だけではなく、速度が求められるようになりました。USBは小型のモバイルデバイスやスマホ、タブレットなどへの標準的な充電方法であり、現在ではモバイルバッテリー、ノートパソコン、モニターやその他の製品にもUSB Type-Cによる電源供給ができるような設計になっています。 電源の供給量がどんどん増えたため、USB PDを進化させることで電源供給のニーズを満足するようになりました。2021年にUSB-IFにより発表されたUSP PDリビジョン3.1では、高い電源供給のニーズに応じるため、 EPR(Extended Power Range)が定められ、USB PDでは以下の機能も発表されています： 最大電源供給能力を100Wから240Wに引き上げ 電源の出力電圧として新たに28V、36V、48Vが追加され、最大電力はそれぞれ140W、180W、240Wに対応 可変電圧モード15V～48V [...]