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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audioverstärker mit Batteriebetrieb


Autor: Hans Mayer (hansilein)
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Hallo,

ich möchte einen Lautsprecher von Akkus betreiben.
Das ganze Gerät incl. Akkus soll kompakt sein, insbesondere nicht sehr 
tief.
Ich habe mir diesen Lautsprecher ausgesucht:
http://www.visaton.de/de/chassis_zubehoer/breitban...
insbesondere weil er so flach ist und 4 Ohm hat (wegen der niedrigen 
Spannung).

Jetzt geht es darum wie ich mein Audiosignal am besten verstärke und 
dementsprechend, weche Spannung und welche Kapazität mein Akku braucht.

Man sollte ca. 4 Stunden Laufzeit haben.

Meine grobe Rechnung:
P=U*I=U²/R

Wenn ich 5 Watt Ausgangsleistung möchte( ist das realistisch?) brauche 
ich also U²=P*R ca. 5V Ausgangsspannung.

Wieviel Eingangsspannung brauche ich dafür, also wieviel geht im 
Verstärker verloren?

Das nächste ist, daß 4 Stunden bei 5 Watt 20Wh sind.

Da bräuchte ich also einen Akku von dem Kaliber:
http://www.rc-lipo-shop.de/product_info.php?manufa...

Der hat jetzt allerdings 11V, ist das sinnvoll, oder suche ich mir 
besser einen Akku mit mehr Kapazität und geringerer Spannung.


Ich hoffe, das sind nicht zu viele Fragen für einenn Beitrag...

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

maximale theoretische Ausgangsleistung ist (u^2)/(8*Rl) für eine 
Eisenlose Endstufe, (U^2)/(2*Rl) für eine Brückenschaltung. 
Theoretisch...

Bei 12V und 4 Ohm also 144/32 = 4,5W, bei Brückenschaltung 18W.

Praktisch sind ca. 3,5W bzw. 12W erreichbar.
Wirkungsgrad ist theoretisch 67% bei einer B-Endstufe, also 
Eingangsleistung für die 3,5W ca. 5W, praktisch eher 7W, bei Brücke 
enzsprechend ca. 16W, eher 20-22W.

Bei 12V sind das also ca. 0,5A bzw. 2A Stromaufnahme.
Alles Faustregeln zur Abschätzung, genauer geben es nur Schaltung und 
Datenblätter der benutzten ICs bzw. Bauteile her.

Moderne Vaersion: Class-D, z.B TPA3001 von TI, 13W an 4 Ohm bei 12V und 
Wirkungsgrad dabei 78%.

Meine Samples der Class-D von TI liegen noch warm und trocken in der 
Schachtel...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Hans Mayer (hansilein)
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Hallo Michael, Danke für Deine Antwort.

>
> Moderne Vaersion: Class-D, z.B TPA3001 von TI, 13W an 4 Ohm bei 12V und
> Wirkungsgrad dabei 78%.

An der modernen Version wäre ich interessiert, der Chip kann anscheinend 
ab 8V arbeiten. Die Ausgangsleistung bei der Spannung konnte ich im 
Datenblatt nicht finden, aber ich denke es wird schon reichen, sowas wie 
10 Watt.

Aber was bedeutet das für den Eingangsstrom? Wenn der Wirkungsgrad 78% 
ist, ca. 13 Watt Eingangsleistung, also 1,6A?

Die Effizienz scheint über dise abgegeben Leistung recht konstant zu 
sein.
Heißt das jetzt, daß ich um Gewicht und Raum zu sparen am besten einen 
Akku mit möglichst niedriger Spannung und hoher Kapazität nehme?

>
> Meine Samples der Class-D von TI liegen noch warm und trocken in der
> Schachtel...

Gibt es evtl. noch ähnliche Chips, die mit noch weniger Spannung 
auskommen? Bei TI habe ich nur welche mit wesentlich niedrigerer 
Leistung gefunden, ist ja auch klar, wenn U quadratisch eingeht. Die 
nächste Spannungsstufe bei LiPo wäre 6V Entladeschlussspannung. Da 
sollten ja immer noch ca. 7 Watt rauszuholen sein (bei 78% Wirkungsgrad)

Viele Grüße,
Hans

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

weiter hinten sind Diagramme im Datenblatt, bei 8V an 4 Ohm sind etwas 
über 4W drin, darüber steigt der Klirrfaktor steil an.
Die Physik aknn auch ein Class-D nicht austricksen. Wenn mit kleinerer 
Spannung die Leistung kommen soll, muß der Strom höher sein und damit 
der Lastwiderstand kleiner werden. Größere Ströme erzeugen aber auch 
intern höhere Spannungsabfälle an den FETs und dem Rest der Endstufe, 
das verschlechtert die Bilanz also nich mehr.

Besser ist mindestens 12V nehmen, ich würde vermutlich einen 
Bleigel-Akku nehmen, sind bezahlbar und nicht allzu groß. 12V 4,8Ah oder 
so gibt es da sicher.

TI hat eine ganze Serie der Class-D, Maxim auch, MAX9703 als Beispiel.
Schau Dir aber auch dei Gehäuseform der ICs an....

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Günther Grundböck (grundy)
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billige und ganz gute class-D verstärkerplatinem gibts bei 
www.sureelectronics.net (haben auch nen ebay shop), hab schon einiges 
bestellt dort. der 2W verstärker ist ganz gut für mini boxen.
wobei wir beim nächsten punkt sind: die box ist sehr wichtig für die 
effizienz, wenn du den lautsprecher offen hinlegst wird er ziemlich 
leise sein, oft hilft schon der einbau in eine kleine aufputzdose 
wunder. am besten ist es sich genauer mit dem boxenbau zu beschäftigen 
und zb exponentialboxen zu basteln da die deutlich mehr rausholen. kommt 
halt drauf an wieviel zeit du reinstecken willst.
sureelectronics hat auch lion-akkus + ladeplatinen, hab mit damit ne 
kleine über usb ladbare box gebaut vor nem halben jahr.
jetzt gibts sowas fertig in online shops und heißt x-mini capsule 
speaker. da wird wahrscheinlich das gleiche drin sein

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