Hallo miteinander, Es geht um das Thema Spannungsregelung bei variierender Eingangsspannung. Ich plane den Bau eines mobilen Lautsprechers, der mit einem 36V Li-ion Werkzeugakku und einem Verstärker (Wondom JAB5) betrieben werden soll. Der JAB5 hat einen Eingangspannungsbereich von 12VDC - 39VDC. Der Li-ion 10s Akku hat allerdings im vollen Zustand 42V, richtig? Wäre das schon zu viel Überspannung für den Verstärker oder vertragen die 8% mehr Spannung als angegeben? Falls nicht, hatte ich mir zuerst gedacht, einen Step Down Converter zu verbauen. Allerdings funktionieren die, wenn ich richtig informiert bin, in der Regel nicht mehr, wenn die Eingangsspannung auf oder unter die Ausgangsspannung fällt. Ein Buck Boost Converter wäre natürlich genau das richtige, allerdings finde ich keinen geeigneten. Hat jemand eine bessere Idee, das zu lösen, oder einen passenden Converter im Hinterkopf? Energieeffizienz ist natürlich auch ein wichtiger Punkt da Akkubetrieb. Danke für eure Hilfe! Gruß Kabbo
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Nimm einen passenden Li-Ionen-Akku mit einem passenden Ladegerät. Wenn du z.B. einen 7s (29,4 Volt) nimmst, kannst du ja mehrere Zellen parallel anschliessen. Und nein, die mögen mehr als 4,2 Volt pro Zelle überhaupt nicht.
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Max M. schrieb: > hat einen Eingangspannungsbereich von 12VDC - 39VDC Max M. schrieb: > Ein Buck Boost Converter wäre natürlich genau das richtige Hä... Tacker das auf unter 30V und gut is das!
Danke schonmal für die Antworten. Der Verstärker liefert, wie üblich, erst im oberen Spannungsbereich die angegebene volle Leistung. Bei diesem ist die Ausgangsleistung bei 36V angegeben (Nach Adam Riese bei einem 8 Ohm Treiber 162 W abzgl. Verlustleistung). Bei einem 7s-Akku bzw. einer auf 30V begrenzten Spannung liefert der Verstärker nur noch 78W bzw. 113W. Etwas weniger Leistung kann ich in Kauf nehmen, allerdings sind 70% oder sogar 50% weniger Leistung zu viel verschwendetes Leistungspotential.
Max M. schrieb: > allerdings sind 70% oder > sogar 50% weniger Leistung zu viel verschwendetes Leistungspotential. Den Unterschied hörst du nicht mal ...
Ein Verstärker mit TPA3255 kann locker direkt aus so einem Akku betrieben werden.
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Max M. schrieb: > Wondom JAB5) betrieben werden soll. > Der JAB5 hat einen Eingangspannungsbereich von 12VDC - 39VDC. Der Li-ion > 10s Akku hat allerdings im vollen Zustand 42V, richtig? Wäre das schon > zu viel Überspannung für den Verstärker Der TDA7498a verträgt bis 45V und schaltet zwischen 42 bis 43V ab. Du kannst den Akku also direkt anschliessen, darfst dich aber bei randvollem Akku nicht wundern wenn der Verstärker aussetzt. Das ist schnell vorbei da der Akku aus den 42V schnell runterkommt. Bei nachlassender Spannung sinkt die mögliche Ausgangsspitzenleistung, aber es wird weder die Musik leiser noch schlechter. Ist noch was anderes auf den Platine das bei über 39V Schafen nehmen könnte ? Ein Spannungswandler, sicher step down, für den DSP und BT etc. Selbst wenn der offiziell nur für 40V gebaut sein sollte, überlebt der auch die 42V. Vergiss einen vorgeschalteten Step Down, dsr macht nur Probleme mit Interferenzen und Nachregelung und dem Verhungern unter 39V, zumal er sehr sehr hohe Ströme abkönnen müsste.
Max M. schrieb: > Etwas weniger Leistung kann ich in Kauf nehmen, allerdings sind 70% oder > sogar 50% weniger Leistung zu viel verschwendetes Leistungspotential. Willst du posen und Krach machen oder Musik hören? Für eine Verdopplung der empfundenen Lautstärke ist eine Verzehnfachung der Leistung nötig. Von 100% auf 70% wirst du gar nicht hören. Auch haben Lautsprecher sehr verschiedene Empfindlichkeiten (angegeben in dB/W). Je höher, desto mehr Krach macht ein Lautsprecher bei gegebener Leistung. Es lohnt gerade bei mobilen Beschallungsgeräten mehr, auf effiziente Lautsprecher (bzw. ein entsprechendes Boxendesign) zu setzen als auf mehr elektrische Leistung. Max M. schrieb: > Ich plane den Bau eines mobilen Lautsprechers, der mit einem 36V Li-ion > Werkzeugakku und einem Verstärker (Wondom JAB5) betrieben werden soll. > Der JAB5 hat einen Eingangspannungsbereich von 12VDC - 39VDC. Der Li-ion > 10s Akku hat allerdings im vollen Zustand 42V Dann ist das keine gute Kombination. Nimm entweder einen anderen Akku oder einen anderen Verstärker. Spannungsregler baut kein vernünftiger Mensch zwischen Akku und Verstärker (ja, die verrückten Auto-Hifi Leute machen das, aber siehe "kein vernünftiger Mensch"). Das Problem ist der Wirkungsgrad. Der Spannungsregler verheizt nur teure und schwere Akkuleistung ohne irgendwelchen Mehrwert.
Wenn das meine Aufgabenstellung wäre, würde ich schauen, ob das Design nicht auch 42V vertragen kann. Die Elkos sind ja schon mal 63V, müsste man noch die aktiven Elemente prüfen. Ansonsten könnte man 6 Silizium-Dioden in Reihe nehmen, die von einem MOSFET unterhalb von 38V überbrückt werden. Meinetwegen LTC2965 in Verbindung mit einem P-Kanal-MOSFET (Gate-Source Spannung mit Zener auf ca. 15V begrenzen). Natürlich könnte man den MOSFET direkt nutzen, um den Überschuss für den Moment zu verheizen, dafür müsste man aber einen MOSFET (z.B. SUD50P06-15) für Linearbetrieb auftreiben, was in höheren Leistungsklassen garnicht so einfach ist.
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Danke nochmal für die rege Beteiligung an meinem Problem! Axel S. schrieb: > Willst du posen und Krach machen oder Musik hören? Mein Ziel ist die bestmögliche Kombination aus Hifi und PA als mobile Lösung zu kreieren. Mark S. schrieb: > Ein Verstärker mit TPA3255 kann locker direkt aus so einem Akku > betrieben werden. Michael B. schrieb: > Der TDA7498a verträgt bis 45V und schaltet zwischen 42 bis 43V ab. Das wäre natürlich optimal. Allerdings sollte der Lautsprecher schon von Anfang an ohne Aussetzer laufen. Wäre es eine Lösung, nach der Idee von @embedded mit Diode(n) zwischen Akku und Verstärker die Spannung geringfügig (0,7V oder 1,4V) zu reduzieren? Harald A. schrieb: > Wenn das meine Aufgabenstellung wäre, würde ich schauen, ob das Design > nicht auch 42V vertragen kann. Der Ansatz gefällt mir! Leider bin ich wenig bewandert im Design solcher Schaltungen. Wie würde denn die einfachste Lösung konkret aussehen :))? Axel S. schrieb: > Es lohnt gerade bei mobilen Beschallungsgeräten > mehr, auf effiziente Lautsprecher (bzw. ein entsprechendes Boxendesign) > zu setzen als auf mehr elektrische Leistung. Das ist mir bewusst. Der TMT leistet 96 dB bei 1W/1m, der HT sogar noch mehr. Da ist man schon im sehr guten Wirkungsgradbereich. Axel S. schrieb: > Nimm entweder einen anderen Akku > oder einen anderen Verstärker. Eine sehr praktische Lösung wären eben 36V Werkzeugakkus, die gibt es allerdings nicht als 9s/8s/7s-Varianten. Und in diesem Leistungsbereich (und auch Preissegment) habe ich kaum andere Verstärker mit meinen Anforderungen (2.0 möglich, DSP, Bluetooth, ...) gefunden. Axel S. schrieb: > Das Problem ist der > Wirkungsgrad. Der Spannungsregler verheizt nur teure und schwere > Akkuleistung ohne irgendwelchen Mehrwert. Diese Logik erschließt sich mir aber nicht ganz. Ein Spannungsregler setzt in diesem Fall wohl kaum mehr als 10% in Wärme um, das hört man tatsächlich nicht. Aber bis zu 50% weniger Leistung machen immerhin 3dB aus, und das hört man schon. Wenn allerdings Step Down Converter keine vernünftige Lösung sind, kann ich das schonmal ausschließen.
Max M. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Das Problem ist der >> Wirkungsgrad. Der Spannungsregler verheizt nur teure und schwere >> Akkuleistung ohne irgendwelchen Mehrwert. > > Diese Logik erschließt sich mir aber nicht ganz. Ein Spannungsregler > setzt in diesem Fall wohl kaum mehr als 10% in Wärme um, das hört man > tatsächlich nicht. Aber bis zu 50% weniger Leistung machen immerhin 3dB > aus, und das hört man schon. Jeder Spannungsregler, auch ein Stepdown oder Buck-Boost hat einen Wirkungsgrad < 100%. Er verheizt also Leistung, die knapp und schwer (Akku!) ist. Zudem muß er massiv überdimensioniert werden, auf den maximalen Strom den die Endstufe braucht. Denn im Gegensatz zu einem Trafonetzteil schaltet sich der Spannungswandler bei Überlast ab. Und nicht zuletzt ist gerade die Kombination aus Class-D Endstufe und Schaltregler nicht unproblematisch, weil es zu Interferenzen zwischen den Schaltfrequenzen kommen kann. Nicht muß, aber kann.
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Nimm potente Dioden um die Spannung zu reduzieren. Wenn dir das zu viel Verlust ist, können die bei Unterschreiten von z.B. 38Volt einfach überbrückt werden. Das geht mit einem einfachen Relais, schließlich sehen die Kontakte nur die Spannungsdifferenz der Diodenschaltung. Oder ganz profan mit einem Schalter denn die ersten 2 Volt sind so schnell "weg" daß du noch in der Nähe bist ;-))
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Ich habe das mit dem LTC2965 mal aufgemalt. Der Spannungsteiler würde jetzt so bei 38 und 39v schalten. Die Z-Diode am MOSFET ist eine 12..15V irgendwas BZX Kleinsignal. Silizium-Dioden müsste man mal raussuchen.
Du weist aber schon, dass so ein 18V @5Ah Werkzeugakku noch nicht mal nutzbare 90Wh abzugeben in der Lage ist? Mit 2 Stück ist bei "nur" 200W Beschallung wahrscheinlich nach 30- 40min Schicht im Schacht.
Armin X. schrieb: > Du weist aber schon, dass so ein 18V @5Ah Werkzeugakku noch nicht > mal nutzbare 90Wh abzugeben in der Lage ist? > Mit 2 Stück ist bei "nur" 200W Beschallung wahrscheinlich nach 30- 40min > Schicht im Schacht. Glücklicherweise kocht Musik nur auf kleiner Flamme und ein ClassD ist effizient. Wenn da 20W mittlere Leistung benötigt wird, ist fas schon reichlich, die 200W gehen nur in den Paukenschlag.
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