Was benötige ich, um ein 20-V-3-A-Gerät mit „D“- oder „AA“-Batterien zu betreiben?

Ich werde versuchen, meinen eigenen Akku für einen tragbaren Lautsprecher zu bauen. Es verwendet 20 Volt und 3 Ampere als Eingang. Mir ist klar, dass ich einige Batterien durchbrennen werde, wenn ich versuche, es nur mit AA- oder sogar D-Typ-Batterien zu betreiben. Das ist kein Problem, das Problem ist, dass ich mit meinen Elektrokenntnissen etwas eingerostet bin.

Was ich gerne wissen würde, ist, ob ich für so etwas eine Art Regler brauche oder ob es ausreicht, nur unter 20 Volt zu bleiben, und das Gerät automatisch die richtige Menge Ampere zieht? Dies würde bedeuten, dass ich dreizehn 1,5-Volt-Batterien in Reihe schalten könnte, um ungefähr 19,5 Volt herauszuholen. Oder muss ich diese 13 auch parallel schalten, um die richtigen Ampere zu erhalten?

Also, für euch TL;DR-Leute da draußen:

Wie würde ich AA- oder D-Batterien (seriell/parallel) anschließen, um mein 20-V-/3-A-Gerät mit Strom zu versorgen? Benötige ich dafür ein reglerartiges Gerät oder ist es sicher, wenn es unter diesen Werten gehalten wird? Wenn ich für mein gewünschtes Setup einen/anderen Regler benötige, was können Sie empfehlen, der für meine Situation geeignet ist?

Ich würde nicht versuchen, Standardzellen dafür zu verwenden; Sie benötigen mindestens 48. Verwenden Sie stattdessen einen großen Lithium-Ionen-Akku.

Antworten (1)

In Reihe geschaltete Batterien liefern die Summe ihrer Spannungen, jedoch den Strom der Batterie mit der niedrigsten Nennleistung.

Parallel geschaltete Batterien (mit gleicher Spannung) liefern die gleiche Spannung wie eine Batterie, jedoch mit der Stromkapazität aller Batteriestromkapazitäten summiert.

Ihr Verstärker ist für 20 V/3 A ausgelegt, was bedeutet, dass er höchstwahrscheinlich 3 A bei maximaler Lautstärke zieht. Ich würde erwarten, dass es bei niedrigeren Lautstärken viel weniger zieht. Ich werde jedoch Berechnungen basierend auf der höchsten Stromaufnahme bereitstellen.

"D"-Zellen (Batterien) speichern mehr Energie (18000+ mAh) als "AA"-Zellen (~2750 mAh) und halten daher bei einer bestimmten Last länger als "AA"-Zellen.

Wenn Sie 14 "D"-Zellen in Reihe schalten, würde dies 21 Volt liefern (ein Spannungsanstieg von 5 % sollte von Ihrem Verstärker toleriert werden, und wenn die Batterien entladen werden, sind sie deutlich niedriger als diese Spannung).

Um die Stromaufnahme zu bewältigen, müssen Sie zusätzliche Sätze von 14 "D"-Zellen parallel schalten. Jeder angeschlossene Satz erhöht die Stromkapazität. Mit nur einem Set haben Sie ein theoretisches Maximum von 18 Amperestunden, was bedeutet, dass Sie ein 3A-Gerät 6 Stunden lang betreiben könnten. Schaut man sich allerdings das Datenblatt für „D“-Zellen an, wird die mAh-Kapazität bei hoher Stromaufnahme deutlich reduziert. Beispielsweise wird bei nur 0,5 A die mAh-Kapazität mit ~1500 mAh angegeben. Das bedeutet, dass Ihr 3A-Verstärker nur eine halbe Stunde laufen würde! Es wird noch schlimmer - weil Sie viel mehr als 0,5 A ziehen, ist die Lebensdauer der Batterien viel geringer. Tatsächlich würde ich nicht erwarten, dass das Gerät mit nur einem Satz Batterien in Reihe richtig funktioniert.

Idealerweise würden Sie genügend Sätze parallel schalten, so dass Sie nur 25 mA aus jedem Satz ziehen, was die beste mAh-Kapazität ergibt. Aber das würde erfordern, dass Sie unpraktische 120 Sets anschließen; insgesamt 1680 "D"-Zellen!

Mit 6 Gruppen von 14 Zellen würde jeder Satz 500 mA liefern und der im Datenblatt angegebenen Kapazität von 1500 mAh viel näher kommen. Ich würde dann mit einer Laufzeit von etwa einer halben Stunde rechnen.

Wow, das ist sehr hilfreich - wenn auch vielleicht etwas deprimierend für meine Ziele. Ich könnte versuchen, trotzdem einen zu bauen - um selbst zu sehen, wie weit ich mit unterschiedlichen Lautstärke- und Basseinstellungen gehen könnte (wie Sie sagten, sind es wahrscheinlich nur 3 Ampere für max). Aber in Bezug auf eine Art Regler glauben Sie nicht, dass ich etwas zum Schutz des Geräts brauchen würde, solange ich insgesamt nicht viel über 20 Volt gehe? Gibt es so etwas, mit dem ich sicherstellen könnte, dass das Gerät nicht über bestimmte Spannungen und Ampere zieht, wenn ja, könnte ich den niedrigstmöglichen Wert finden, um es einzuschalten?
Außerdem, wie könnte ich mit minimalem Energieverlust eine 12-V-Autobatterie in 20 V umwandeln - und für eine 80-Ah-Batterie, wie lange könnte sie etwa halten?
Der Verstärker sollte niemals mehr als 3A ziehen, es sei denn, es liegt ein Fehler vor. Ein Spannungsregler wird in Situationen verwendet, in denen Sie beispielsweise 6 V von vier 1,5-V-Zellen in 5 V für integrierte Schaltkreise oder ähnliches umwandeln müssen. Die zusätzliche Spannung wird in Wärme umgewandelt. Da Sie Batterien kombinieren, um 20 V zu erreichen, sollten Sie keine benötigen. Wenn Sie jedoch zwei 12-V-Batterien in Reihe verwenden möchten, was insgesamt 24 V ergibt, möchten Sie möglicherweise einen LM317 oder etwas anderes verwenden, um die Spannung auf 20 V zu regulieren. Beachten Sie die Kühlkörperanforderungen.
Um zu berechnen, wie lange etwas in Betrieb sein wird (in Stunden), teilen Sie seinen aktuellen Verbrauch (in Ampere) durch die Amperestundenkapazität der Stromquelle. Ein 3A-Gerät arbeitet für 80 Ah / 3A = 26,7 Stunden. Vorausgesetzt, die Stromquelle wird nicht mit einem vollen 3A-Stromverbrauch herabgesetzt.
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