パワーバンクの仕組み 簡単に解説

電気エネルギーを蓄える小型携帯機器、パワーバンクの仕組みとは？モバイル電源ソケットと考えるのがベスト。

パワーバンクの仕組み – 仕組み、構造、部品、性能

パワーバンクはポータブル充電器であり、堅牢かつコンパクトな筐体によって内部のコンポーネントを保護し、パワーバンクをポータブルにしています。旅行中にスマートフォン、タブレット、ノートパソコン、スマートウォッチなどのUSB接続の電子機器に電力を供給するために使用されます。パワーバンクは、電気エネルギーを蓄え、必要なときに他のデバイスに供給できる外部バッテリーとして機能します。

• パワーバンクは、旅行中、アウトドア活動中、または緊急時にデバイスを充電する便利な方法を提供します。近くに電源ソケットがない場合、信頼性の高いバックアップ電源として役立ちます。まず外部電源から充電します。LEDはパワーバンクの充電状態を示します。
•  充電コントローラーは、電流が均等かつ安全にセルに流れるようにします。電流は内部のセルに蓄えられます。ほとんどのパワーバンクは、リチウムイオン（Li-Ion）またはリチウムポリマー（Li-Po）バッテリーを使用しています。これらはエネルギー密度と効率が高い。リチウムイオン電池は円筒形または角柱形ですが、リチウムポリマー電池はより柔軟な形状で製造できます。
• 充放電レギュレータは、充放電時に電池を損傷しないように電流の流れを制御する回路です。過充電、深放電、ショート、過熱を防止する保護回路を内蔵しています。充電コントローラーと放電コントローラーは、以下のように分担している： 充電コントローラーはパワーバンクの充電時に電流の流れを調整し、放電コントローラーは外部デバイスの充電を一定かつ安全に行います。
• パワーバンク自体は通常、マイクロUSB、USB-C、またはLightning接続を介して充電される。スマートフォンなどの外部デバイスは、USBケーブルでパワーバンクに接続する。ほとんどのパワーバンクはUSB-AまたはUSB-C接続です。接続されたデバイスは、パワーバンクから蓄積されたエネルギーを電気エネルギーに変換し、デバイスに転送することで充電される。
• パワーバンクの容量はミリアンペア時（mAh）で指定され、どれだけのエネルギーを蓄えられるかを決定します。容量が大きいほど、より多くのエネルギーを蓄えることができるため、より多くの、またはより大きなデバイスを充電することができます。ただし、蓄えられたエネルギーの一部は熱や回路効率によって失われるため、すべてを利用できるわけではない。効率は通常80～90%です。
• パワーバンクをフル充電するのに必要な充電時間は、パワーバンクの容量と電源のパワーによって異なります。高い電源の方が低い電源よりも早く充電されます。また、最近のパワーバンクにはいくつかの保護機構が搭載されています。例えば、過充電保護機能は、バッテリーセルが最大容量を超えて充電されるのを防ぎます。
• 深放電保護はバッテリーセルが限界電圧以下になるのを防ぎ、短絡保護は短絡による損傷を防ぎ、温度保護は充電プロセス中にバッテリーセルが過熱するのを防ぎます。

どのモデルをどの目的で使用するか

パワーバンクには様々なモデルがあります。容量、出力電力、接続、充電速度、追加機能などです。多種多様なパワーバンクは、様々なニーズや用途に合わせて作られています。適切なパワーバンクの選択は、個々の要件によって異なります。

• 容量が最大の役割を果たす場合、最初に答えるべき質問は希望する電流です。例えば、キーホルダー型パワーバンクは最大5,000mAhと容量が小さいため、スマートフォンを1回充電するなどの緊急時に適している。

• ほとんどのユーザーは、5,000 mAhから10,000 mAhの標準的なパワーバンクを使用しています。携帯性と性能のバランスがとれている。スマートフォンを1～2回充電したり、タブレットを1回充電したりするのに役立ちます。

• （数日間の）アウトドア活動用のパワーバンクをお探しなら、10,000mAhから20,000mAh以上の容量を選ぶのがベストです。これらのパワーバンクは大きく重いですが、タブレットやラップトップを含む複数のデバイスを充電することができます。

• 購入時に考慮すべきもう1つのポイントは、出力電力です。ベーシックなモデルであれば、例えばスマートフォンや腕時計の充電など、簡単な充電の要件はすでに満たしている。しかし、最新のスマートフォンやタブレットを常に充電する必要がある場合は、Qualcomm Quick ChargeやUSB Power Deliveryなどの急速充電技術を使用したほうがよいでしょう。

• 接続に関しては、標準的なパワーバンクを使用するにはUSB-Aで十分です。USB-Cポートは多くの場合、急速充電機能をサポートしている。この接続は、USB-Cプラグを備えた新しいデバイスに最適です。古い、あるいは安価なパワーバンクはマイクロUSB接続です。しかし、新しいモデルではこの規格は少なくなってきている。アップル・ユーザーは、多くのモデルで入力または出力としてライトニングを使用している。

• 時にはサイズも重要です。パワーバンクをジャケットのポケットに収めたいなら、超コンパクトなキーフォブをどうぞ。ハンドバッグやブリーフケースに入れやすいモデルは、日常使いに最適です。長時間の移動には、大型のパワーバンクが必須だ。
• は、より大きく重いですが、より多くのエネルギーと追加機能を提供します。
•  ソーラーパワーバンクにはソーラーパネルが内蔵されています。太陽光で充電できるため、キャンプやハイキングに最適です。ケーブルが不要な場合は、Qi充電機能付きのパワーバンクやケーブル一体型のパワーバンクを選ぶことができます。大型のパワーバンクには通常複数の出力端子があり、スマートフォンやタブレットを同時に充電することができる。
• 基本的に、パワーバンクは以下のタイプに分けられる： スマートフォンやタブレットに使用される標準的なパワーバンク。短時間でデバイスを充電する急速充電パワーバンク。太陽光で充電できるソーラーパネル一体型のソーラーパワーバンク、より大容量で特殊な接続を備えたノートパソコンパワーバンク。