Wie berechnet man den erwarteten Ausgangsstrom, der von einem Lautsprecher gezogen wird?

Es gibt keine Möglichkeit, das zu berechnen, da es von der Lautstärke und der Musik abhängt, die Sie spielen.

Es gibt kein Audio, das Sie abspielen können, wodurch der Lautsprecher 1,26 A verbrauchen würde, da dies einen flachen Gleichstrom erfordern würde, und das ist kein Audio. Erwarten Sie im Allgemeinen, dass die Spitzenwerte beim Spielen bis zu 1,26 A betragen können, aber Sie sollten dies vermeiden, da Sie nicht möchten, dass das Audio übersteuert.

Bei der Betrachtung der Stromaufnahme eines Lautsprechers sind zwei sehr unterschiedliche Aspekte zu berücksichtigen:

1- Maximalstrom

Der Lautsprecher ist eine reaktive Last mit einem wackeligen Impedanzverlauf, insbesondere wenn es sich um einen Mehrwegelautsprecher mit Frequenzweiche handelt. Der Strom ist nicht in Phase mit der Spannung, es gibt Impedanzeinbrüche und einige Signale können einen Strom ziehen, der überraschend größer ist als nur "maximale Spannung geteilt durch 8 Ohm". Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass dem Verstärker nicht der verfügbare Strom ausgeht oder ein Ausgangstransistor platzt oder sein Überstromschutz auslöst, was schrecklich klingen würde. Stellen Sie auch Lautstärke und Verstärkung so ein, dass Sie genug Clipping erreichen, sonst verschwenden Sie Headroom.

Dies ist auch für Ihren batteriebetriebenen Anwendungsfall wichtig, da Sie nicht möchten, dass das BMS bei Stromspitzen auslöst.

2- Durchschnittlicher Strom und Leistung

Richtig aufgenommene, gemischte und gemasterte Musik hat einen recht hohen Dynamikbereich: Spitzenwerte liegen 10–20 dB über der durchschnittlichen Leistung.

Die maximale Verstärkerleistung (auch maximale Spannung und Strom) bestimmen, wie laut die Spitzen sein können. Wenn Sie die Lautstärke höher drehen, werden die Spitzen abgeschnitten. Wenn dies nicht zu oft vorkommt, klingt es in Ordnung, solange der Lautsprecher nicht durchschlägt.

Die durchschnittliche Leistung wird viel niedriger sein. Das macht es jedoch sehr schwierig zu berechnen, wie viel elektrische Leistung der Verstärker verbraucht, da die Musikleistung in einem so großen Bereich schwankt.

Wenn Sie Musik hören, die aufgrund der Lautheitskriege zu Tode komprimiert wurde, zieht sie ziemlich konstant Strom, aber sie klingt so schlecht, dass Sie die Lautstärke verringern, was bedeutet ... sie wird verwendet etwa die gleiche Leistung wie normale Musik.

Der einzige Fall, in dem ein Lautsprecher nahezu konstant mit voller Leistung arbeitet, wäre ein Subwoofer, der stark betrieben wird.

Tatsächlich ist der Hauptfaktor die Lautsprechereffizienz, dh wie laut es mit einem Watt wird. Wenn Sie also feststellen, dass Ihre Akkulaufzeit zu kurz ist, könnte die Lösung ein größerer Akku sein, oder es könnte ein effizienterer Lautsprecher sein, oder ein größerer, der mehr Bass erzeugt, ohne mehr Watt zu benötigen.

Wenn Sie wissen möchten, wie viel Strom es bei tatsächlicher Musik verbraucht, müssen Sie es messen.

Theoretisch hat Ihr Akkupack eine Kapazität von 12,5 Wh. Berücksichtigen Sie also Ihre durchschnittliche RMS-Leistung (W) und dividieren Sie sie durch die Effizienz, um die Stunden zu schätzen. Als Class-D-Verstärker soll er länger mit Effizienz durchhalten. Schätzen Sie also 1 W Durchschnitt und erwarten Sie 12 Stunden.

Messen Sie den Gleichstrom mit einem 50-mV-Shunt auf der Masseseite und testen und verifizieren Sie dann die Leistung. Die Lautsprechereffizienz wirkt sich auf die Ergebnisse aus, daher wähle ich möglicherweise einen 12-Zoll-Vollspektrumlautsprecher. Dies kann mit 1 W laut sein, wie ich es um '70 mit Philips-Lautsprechern getan habe.

Sie interessieren sich für den Batteriestrom und nicht für den Lautsprecherstrom. Warum wollen Sie also den Lautsprecherstrom berechnen? Es wird dir nicht so viel helfen. Wenn es um Audio geht, ist es viel einfacher, die Leistung als den Strom zu betrachten. Angenommen, der 3-W-Lautsprecher arbeitet konstant mit voller Leistung. Dann sehen Sie sich den Worst-Case-Wirkungsgrad des Verstärkers an: 92 % nominal an 8 Ohm, sagen wir also 85 % Worst-Case an 4 Ohm. Somit verbraucht der Verstärker 3 W/85 % = 3,5 W.

LiPo-Akkus liefern keine 5V. Die Nennausgangsspannung beträgt 3,7 V. Wenn Sie also ein „Paket“ haben, das als „2500 mAh 5 V“ angegeben ist, dann hat dieses Paket wirklich eine 3,7-V-Zelle und einen Aufwärtswandler mit, sagen wir, bestenfalls 85 % Systemeffizienz. Es ist nicht klar, ob die Nennleistung auf dem Pack 2500 mAh bei 5 V beträgt oder ob es sich um die Nennleistung der Zelle im Pack handelt. Normalerweise sind die Packs dumm beschriftet, wobei die mAh für die Rohbatterie stehen und nicht die tatsächliche Ladung enthalten, die Sie bei 5 V extrahieren können. Es wird zwangsläufig weniger sein, weil das Produkt V*Ladung konstant bleiben muss: Spannung steigt, Ladung sinkt – auch wenn alles zu 100 % effizient ist – ist es natürlich nicht.

Nehmen wir also an, dass das Paket auf die typische dumme Weise bewertet wird, sodass die Batterie selbst 2500 mAh * 3,7 V = 33 kJ (etwa 8 kcal oder etwa 1/30 der Energie eines glasierten Donuts) fasst. Aufgrund von Verlusten am Hochsetzsteller und im Innenwiderstand der Batterie stehen nur 33kJ * 85% = 28kJ vom Ausgang in Ihren Stromkreis zur Verfügung.

Unter der Annahme, dass der Verstärker den größten Teil der Leistung verbraucht, können wir andere Komponenten ignorieren. Eine 28-kJ-Energiequelle kann also eine 3,5-W-Last für etwa 8000 Sekunden oder 130 Minuten oder 2 Stunden und 15 Minuten speisen. Das ist, wenn der Lautsprecher mit seiner Nennleistung von 3 W auf Hochtouren läuft.

Das ist die Schätzung, nach der Sie wahrscheinlich gesucht haben. Um eine bessere Schätzung zu erhalten, müssten Sie die durchschnittliche Leistung (in Watt) messen, die von anderen Subsystemen als dem Verstärker verbraucht wird, und auch ein Test-Audiosignal mit einer „angemessenen“ oder „erwarteten“ Lautstärke laufen lassen und sehen, wie viel Leistung ist wirklich durch den Verstärker verbraucht. Dadurch können Sie die Schätzung verfeinern.

Sie werden feststellen, dass hier nur elementare Mathematik und Einheitenalgebra benötigt werden, sodass Sie nicht einmal die logarithmischen (Dezibel-) Skalen usw. kennen müssen. Einfaches Zeug :)