Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl von Optionen für die 12-V-Versorgung von einem Lithium-Ionen-Akku

Es gibt viele Klasse-D-Audioverstärkermodule für den 12-V-Einsatz, die sowohl leicht erhältlich als auch kostengünstig sind und für den Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehen sind (daher die 12-V-Einstufung). Ich möchte einen davon mit einer Nennleistung von maximal 20 Watt in einer 4-Ohm-Lautsprecherlast als Teil eines tragbaren "Übungs"-Gitarrenverstärkers verwenden und ihn mit einem Lithium-ION oder LI-Polymer betreiben Zellenpackung. Das Problem ist, dass alle Module, die ich mir angesehen habe, eine maximale Versorgungsgrenze von etwa 14,5 V haben und schlimmer noch, ihre Klangqualität beginnt bei etwa 10,5 V zu sinken. Das Problem ist natürlich, dass ein 3-Zellen-Lithium-Akku über den Großteil seines Ladebereichs zwischen etwa 9,6 V (3,2 x 3) und 12,6 V (4,2 x 6) ausgibt. Bei dieser Wahl wird der Klang also leiden, lange bevor das Pack seine nützliche Ladung erschöpft hat. Ich brauche keine präzise Spannungsregelung,

Ich bin mir nicht sicher, welche Optionen ich hier in Betracht ziehen kann und könnte einige Ratschläge gebrauchen. Ich nehme an, ich könnte eine weitere Zelle hinzufügen und eine Abwärtsreglerschaltung untersuchen, mit dem Nachteil, dass dem Akkupack mehr Volumen hinzugefügt wird und der Regler etwas an Effizienz verliert. Vielleicht gibt es einen Boost-Regler, den ich für den ursprünglichen 3-Zellen-Ansatz untersuchen könnte, aber er wäre bei voller Ladung fast umgangen worden und wäre natürlich in der Lage, effizient etwa 2,2 Ampere zu liefern (unter der Annahme von 100% Effizienz des Klasse-D-Verstärkers). . Hat jemand eine Idee oder könnte vielleicht andere Optionen empfehlen, die ich hier nicht in Betracht gezogen habe?

Nachtrag: Hier ist ein Link zu einer möglichen kostengünstigen Lösung. Basierend auf Antworten, die darauf hindeuten, dass ein Boost-Regler meine beste Wahl sein könnte, fing ich an, nach einem fertigen Modul zu stöbern, und ich finde dieses überall bei e-bay. Also gebe ich diese Informationen nur an alle anderen im selben Boot weiter. Es scheint, dass bei einem Boost-Regler eine Überspannung durchgeleitet wird. Wenn Sie also auf 12 V eingestellt sind und der Eingang 12,6 beträgt, beträgt der Ausgang 12,6. Aber das ist kein Problem für mich, und wenn, könnte ich einfach auf 12,6 oder sogar 13 V einstellen. Mit 150 Watt ist dieser vielleicht übertrieben, aber sie sind nicht so riesig, wie sie auf dem Bild aussehen (65 mm lang). Natürlich kann dieser bestimmte Verkäufer weggehen. Aber es scheint viele Anbieter zu geben, und für etwa 3 USD ist es schwer, nicht ein paar zu bekommen, nur um damit zu experimentieren. Hier ist ein Screenshot, falls der Link nicht mehr funktioniert. Sie scheinen an dieser Stelle ziemlich einfach zu finden zu sein.

billig 150 w boost reg

Es gibt viele Klasse-D-Verstärker, die für die Verwendung mit einem Li-Ion-Akku geeignet sind. Warum nicht stattdessen eines davon verwenden?
Ich würde mir die Option der Boost-Regulierung ansehen, aber unbedingt eine Unterspannungssperre hinzufügen, um zu verhindern, dass Sie die Batterien tief entladen (die Stromaufnahme aus der Batterie steigt, wenn ihre Spannung abfällt).
Warum gehst du davon aus, dass "der Sound zu leiden beginnt", wenn die Versorgungsspannung für die Endstufe anliegt. wird niedriger? Ich würde sagen: Die maximale Leistung vor dem Clipping würde etwas niedriger werden, aber Ihre Ohren arbeiten logarithmisch. Der Unterschied zwischen 10 Watt und 5 Watt ist sehr gering. Solange kein Clipping auftritt, sorgt die Rückkopplung des Verstärkers dafür, dass der Sound für niedrige und hohe Versorgungsspannungen gleich klingt.
@ user1582568 Ja und danke ... Ich habe bereits vorgesorgt, dass die Zellen ab einem bestimmten Entladepunkt gesperrt werden. Ich würde gerne die Boost-Regler-Option untersuchen, hoffe aber, hier einen Einblick zu erhalten, wie gut sie mit einer solchen transienten Belastung funktionieren, mit der eine Musikquelle arbeiten müsste. Soweit der Klang anfängt zu leiden, ist das keine Vermutung, sondern beruht auf Erfahrung. Es ist jedoch schwierig, mit Sicherheit zu sagen, ob die Qualität nur auf Clipping zurückzuführen ist oder teilweise darauf zurückzuführen ist, dass die Rückkopplungskreise unter der Spezifikation liegen. Stromspannung.
@IgnacioVazquez-Abrams Nach meiner Erfahrung nach einigen Jahren geben die meisten Verstärker einfach die Betriebsspannung an und gehen nicht darauf ein, ob eine bestimmte Batteriechemie beteiligt ist oder nicht. Aber wie gesagt, ich bin offen für Vorschläge, wenn Sie etwas Bestimmtes wissen.
Natürlich nicht. Deshalb müssen Sie den Spannungsbereich überprüfen. Das Gerät, das Sie gerade betrachten, hat eine optimale Reichweite für 6-Zellen-SLAs (was sich natürlich auch im Verwendungszweck widerspiegelt).
Ich denke, der einfache Weg wäre, einen ziemlich großen Reservoirkondensator zu verwenden, und dann müssen Sie sich nicht zu viele Gedanken über die Versorgungsdynamik machen.
Ich würde eine Nur-Boost-Topologie verwenden. Bei den meisten Aufwärtsreglern sollte die Eingangsspannung gleich der Ausgangsspannung sein. Sie können die Ausgangsspannung auf 13 V einstellen, wenn Sie sicherstellen möchten, dass Vout > Vin. Die meisten Regler haben ein ziemlich gutes Einschwingverhalten. Änderungen der Audiolast sind im Vergleich zur Reaktionszeit eines Reglers langsam, daher ist dies eigentlich keine anspruchsvolle Anwendung. Lesen Sie das Datenblatt des Reglers sorgfältig durch.
Ich würde mich für eine Buck-Topologie entscheiden, da sie beliebt sind, mehr ICs verfügbar sind und normalerweise einen höheren Wirkungsgrad haben. Aber auch 3S Akkus sind weit verbreitet...

Antworten (1)

Das Problem ist, dass alle Module, die ich mir angesehen habe, eine maximale Versorgungsgrenze von etwa 14,5 V haben und schlimmer noch, ihre Klangqualität beginnt bei etwa 10,5 V zu sinken.

Ein guter 3S-Lipo hat einen nutzbaren Bereich von 10,5-12,6 V, wenn er mit einer angemessenen Rate (1 C oder weniger) entladen wird, sodass er perfekt zu Ihrer Anwendung passen sollte. 9,6 V liegt in der Tiefentladungszone, wo die Batterie keine Kapazität mehr hat. Unter Last sollte die Spannung nie unter 10,5V abfallen (11V Ruhe).

Bei dieser Wahl wird der Klang also leiden, lange bevor das Pack seine nützliche Ladung erschöpft hat.

Wenn der Verstärker oberhalb von 10,5 V gut klingt, ist die Batterie zu dem Zeitpunkt, an dem Sie bemerken, dass sich die Klangqualität verschlechtert, bereits zu stark entladen und wird sehr bald leer sein. Sie sollten einen Unterspannungsalarm und/oder eine Abschaltvorrichtung verwenden, um zu verhindern, dass die Batteriespannung unter 10,5 V sinkt.

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10,5 sind 3,5 V/Zelle. Es stimmt. Ich habe Systeme gesehen, die bei 3,5 V abgeschaltet haben. Die Spannung fällt bereits steil ab. Die Erweiterung auf 3.4 oder 3.3 fügt nur sehr wenig zusätzliche Laufzeit hinzu. Es könnte wünschenswert sein, auf 3,4 / Zelle zu gehen, aber die zusätzlichen Kosten und die Komplexität sind es wahrscheinlich nicht wert.
Es ist möglich, dass einige dieser preisgünstigeren Klasse-D-Automobile, mit denen ich gearbeitet habe, noch weniger tolerant gegenüber niedrigerer Spannung sind, als sie sein sollten. Schließlich sollte eine Autobatterie selten unter 11 Volt liegen, eher mehr als 12. Aber unterm Strich höre ich unerwünschte Verzerrungen zu früh im Entladezyklus. Vielleicht könnte ein Boost-Regler-Modul, möglicherweise wie dieses, für mich funktionieren. gearbest.com/multi-rotor-parts/pp_294545.html
Welche Einheiten haben Sie, die unter 12 V verzerren?
Nun, hier ist einer, den ich wirklich mag, weil er eine eingebaute automatische Begrenzung hat, um den schrecklichen Sound von Class-D-Overdrive zu verhindern. Da ich Übungsgitarrenamps baue, ist so etwas wichtig. Aber es scheint, dass viele Funktionen unter 11 V zusammenbrechen. dx.com/p/y148-audio-amplifier-module-93121#.VqophporJiw
Dieses Modul ist für 9–15 V ausgelegt, und der verwendete YDA148-IC ist auf 8,0 V ausgelegt. Daher sollte es bis 10,5 V gut funktionieren. Einige Benutzer haben eine bessere Klangqualität mit einer größeren Filterkappe des Netzteils (z. B. 4.700 uF) gemeldet.
Mit einem verarbeiteten und komprimierten Signal, wie z. B. einem Radio-Line-Out oder einem im Studio verarbeiteten MP3-Song, klingt es bis hinunter zu 9 V anständig. Aber ich verwende ihn für einen Übungsgitarrenverstärker, und die Transienten erfordern die eingebaute Begrenzungsfähigkeit, um optimal zu sein. Selbst bei moderatem Lautstärkepegel, weit entfernt von den Rändern, beginne ich, Aufbrüche in den Spitzen zu hören, sobald die Spannung abfällt. Es ist sicher viel besser, wenn eine nahezu konstante 12-V-Spannung aufrechterhalten wird. Natürlich wird der Boost-Reg mit einem großen Reservoirdeckel wahrscheinlich viel besser funktionieren. Aber keine Kappe wird der rohen 3-Zellen-Li-ION-Bank helfen, wenn sie sinkt.
Der Unterschied in der Ausgangsleistung zwischen 10,5 V und 12,6 V beträgt nur 1,6 dB (was kaum hörbar ist), aber ohne eine gute Reservoirkappe könnte die Spannung bei Transienten niedriger abfallen.
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