Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladeautomatismus in Spannungsversorgung von Verstärker integrieren


von Max M. (kabbo)


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Hallo miteinander, ich bin mal wieder auf eure Hilfe angewiesen :)

Vorab kurz und knapp Hauptfrage:
Kann ich mit so einem oder einem so ähnlichen Laderegler bzw CC-CV Boost 
Converter (Links) einen 10s Li Ion Akku ohne Weiteres und ohne 
(Langzeit)beschädigung laden?
https://t1p.de/kvcx9 (Ebay)
https://t1p.de/ih9h4 (Amazon)


Hintergrund:
Ich baue einen Akku-Lautsprecher bauen. Den Akku baue ich selbst (10s1p 
Li Ion). Ich möchte EINEN DC Anschluss (ich dachte wegen dem Verstärker 
an 36V, kann aber auch höher sein) für Netzversorgung und Akku laden 
haben. Wenn Netzteil angeschlossen, soll der Akku nicht vom Verstärker 
belastet, aber geladen werden (mithilfe von Dioden und Relais).

Nun könnte ich ein 10s Ladegerät verbauen, aber das braucht 230V, die 
möchte ich nicht in den LS integrieren. Also Ladegerät selber 
realisieren, so dass aus 36VDC 42VDC als "Ladeoutput" werden. Mit sowas 
kenne ich mich aber leider nicht aus.
Können solche CC-CV Boost Converter oder Laderegler einfach ohne 
Zusätzliches zum laden verwendet werden?
Der Ladestrom sinkt ja ab 42V, bis der Akku als voll gilt (0,05C oder 
so). Passiert das kleiner Werden des Stroms von selbst durch den 
steigenden Innenwiderstand des Akkus oder macht das das Ladegerät aktiv?

Ansonsten hatte ich auch die Idee, anstatt eines Netzteils und 
integriertem Laderegler ein 10s Ladegerät zu verwenden, das parallel 
angeschlossen wird und genug Strom liefert, um den Verstärker zu 
versorgen und den Akku zu laden, so dass gleichzeitiges Laden und 
Betrieb sowie Betrieb ohne Akku möglich ist. Geht das einfach so, oder 
gibts an einem Ladegerät abgesehen vom max Strom Eigenschaften, die ich 
nicht bedenke?

Verstärker: JAB5 (bis 39VDC Input), Pauf<=130W
BMS für Akku: https://t1p.de/1uh2o (Aliexpress) oder ähnliche
INR21700-50E-Zellen: Ladestrom 2,5A, max Ladestrom 4,9A

Einen zusätzlich im LS verbauten Unterspannungsschutz gegen 
Tiefenentladung brauche ich ja nicht, wenn ich in den Akku das BMS 
integriere, oder?


Danke für eure Hilfe!
Und bitte seid gnädig mit mir :p

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Erstens: ein 10S LiIon Akku braucht zwingend ein BMS.

Die wählt man nach maximalem Lade/Entladestrom

https://www.ebay.de/itm/305532795834

Damit kann der Akku wenigstens nicht mehr überladen oder tiefentladen 
werden, auch wenn das Ladegerät versagt.

Ein Ladegerat sollte 42V liefern, aber mit der Spannung runter gehen, 
bis zumindest auf 25V, wenn ein bestimmter Strom überschritten wird.

Damit ist das Ladegerät nicht als Netzgerät für den Verstärker 
brauchbar.

Du willst ja eine extra Platine in deinen Verstärker einbauen. Dazu tut 
es aber kein step up Spannungswandler, weil der bei 35V oder geringerer 
Akkudpannung den Strom nicht mehr begrenzt. Es muss ein Buck-Boost sein 
der rauf und runterwandeln kann

Dieser hier sieht deinem ähnlich und soll das laut Werbung können
https://www.ebay.de/itm/404537262019
Ich halte allerdings die Ladeleistung für massiv übertrieben  selbst 
wenn man aus Sicherheitsgründen dem Chinakram nur 5A zutraut.

von Max M. (kabbo)


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Danke für die Antwort!
Also verwende ich ein 36V Netzteil und Lade darüber mit dem Buck Boost 
den Akku. Reguliert der Buck Boost auch selbständig die 
Ausgangsspannung? Ich dachte, die muss bei den Teilen fix eingestellt 
sein.
Sollte zwischen Buck Boost Eingang und Netzteil Ausgang noch eine Diode, 
oder ist da kein Rückfluss möglich?

Wegen der Netzteilauslegung.
Mein 2-Kanal-Verstärker kann bei 36V und zwei 8Ohm Lautsprechern nach 
Pab=(36V/wurzel(2))^2 / 8Ohm * 2 = 162W ausgeben. Da ich aber einen 
Tiefmitteltöner und einen Hochtöner (Frequenzweiche über DSP) verwende, 
müsste der HT doch nur 10-15% der ges. Leistung benötigen. D.h. bei 
angenommen 90% Wirkungsgrad wäre Pauf=81W*1,15*1,1=102,5W, die der 
Verstärker maximal braucht.
Wenn ich jetzt mit einen Ladestrom von 2A plane, lädt der Akku mit 
P=42V*2A=84W+Verlustleistung durch den Buck Boost (vielleicht Ø90% ?).
Also wäre Pges=195W --> I=5,4A.

War das richtig gerechnet, auch was den HT angeht?
Wäre ein 36V Netzteil mit 6A ausreichend oder sollte noch mehr 
Leistungsreserve vorhanden sein?

von Michael B. (laberkopp)


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Max M. schrieb:
> Wäre ein 36V Netzteil mit 6A ausreichend

Audio ist so ein Ding.

2 x 8 Ohm an 36V benötigt 9A Spitze. Das haben konventionelle 
Trafonetzteile gut gekonnt, aber SNT nicht. SNT sind so schnell dass sie 
für die Spitzenbelastbarkeit ausgelegt werden müssen. Riesen-Elkos mag 
es auch nicht.

Aber die mittlere Leistung bei Audio ist viel geringer, je nach 
Messmethode 1/10 davon, man wäre schon mit 2A gut bedient.

Daher gibt es spezielle Audio-Schaltnetzteile mit hoher 
Spitzenbelastbarkeit bei gleichzeitig geringerer Dauerbelastbarkeit, 
durch Einsparung an der Belastbarkeit von Bauteile. Aber die werden 
nicht unbedingt zu attraktiven Preisen verkauft. Kenn nur eins mit +/- 
Spannung.

https://de.aliexpress.com/item/4000809587602.html

Da du sowieso einen Akku einsetzt, vergiss den Betrieb direkt vom 
Netzteil, betreibe deinen Verstärker immer direkt aus dem Akku. Dann 
reicht es, den nur langsam nachzuladen, z.B. mit 2A und 84W Ladenetzteil 
trotz 2x165W Lautsprecherleistung.

Dann nimmt man kein Festspannungsnetzteil 36V/9A das bei Überlastung 
abschaltet; sondern ein Ladenetzgerat das 42V liefert und bei ca. 2A die 
Spannung runterregelt, und spart sich auch noch den BuckBoost und die 
Relaisumschaltung.

Der Verstärker funktioniert dann halt nur mit eingelegtem Akku. Und dein 
'36V' Verstärker muss 42V aushalten (das Problem hast du bei dem Akku 
aber sowieso).

Max M. schrieb:
> War das richtig gerechnet, auch was den HT angeht?

Keine Ahnung. Klingt nach einem Kanal TT und einem Kanal HT und nicht 
Stereo. Die Gesamtleistung des Lautsprechers teilt sich nach den 
Frequenzweichenband und rosa Rauschen auf. der HT braucht also deutlich 
weniger Leistung, richtig.

von Max M. (kabbo)


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Alles klar!

Das Funktionieren nur mit eingelegtem Akku ist ja recht gängig, 
zumindest bei Vollast bei den meisten Partylautsprechern.
Aber was passiert, wenn der Akku komplett Entladen ist und nur noch die 
Unterspannungsschutz-Spannung des BMS hat (z.B. 25V)? Dann kann der 
Lautsprecher doch erst wieder betrieben werden, wenn wieder etwas Ladung 
im Akku verfügbar ist oder?
Und bei 25V spielt der Lautsprecher doch auch ganze 3dB leiser nach 
P=(25V/wurzel(2))^2 / 8Ohm = 39W statt 81W, oder nicht? (mal nur mit 
einem Kanal gerechnet)
Wie wird das von den großen Herstellern gelöst? Etwa mit 
Spannungswandlern in den Verstärker? Denn davon wurde mir aufgrund von 
Störgeräuschen aus dem LS (?) abgeraten.

Die 42V wollte ich mit 4 in Reihe geschalteten Schottky Dioden auf 39V 
am Amp teilen und mit einem Spannungswächter, der bei 36V schaltet, die 
Dioden überbrücken, damit die Spannung nicht immer 2,8V unter der 
Akkuspannung ist  und nicht über die gesamte Betriebszeit Leistung von 
den Dioden umgesetzt wird.

Der 2 Kanal ist kein Stereo, genau. Dann kann ich aber bei der max 
RMS-Leistung auch von 81W*1,15 (wegen 15% der Leistung an HT) anstatt 
von 81W*2 ausgehen, richtig?
Beeinflusst die Akkulaufzeit immerhin Maßgeblich.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Max M. schrieb:
> Unterspannungsschutz-Spannung

Wenn die 2.5V erreicht ist, geht es nur noch um das Retten des teuren 
Akkus.

Der Verstarker sollte schon weit vorher 3.2V einen leeren Akku 
signalisieren. Und das reicht dann zum Betrieb ohne Aussetzer. Ginge eh 
bloss um Sekunden.

Max M. schrieb:
> Die 42V wollte ich mit 4 in Reihe geschalteten Schottky Dioden auf 39V
> am Amp teilen und mit einem Spannungswächter, der bei 36V schaltet

Klingt wie falsche Akku/Verstärker Kombination. Muss man sich das Leben 
so schwer machen ?

Max M. schrieb:
> Beeinflusst die Akkulaufzeit immerhin Maßgeblich.

Normale Musik zieht viel weniger.

: Bearbeitet durch User
von Max M. (kabbo)


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Also Akku früher trennen. Das obige BMS macht das glaube ich bei 2,6V, 
d.h. einen separaten Unterspannungsschalter einbauen, der bei 3,2V 
trennt. Den Verstärker würde das nicht jucken, der spielt runter bis 
12V.

Michael B. schrieb:
> Normale Musik zieht viel weniger.

Schon klar, mir geht es nur um das Verhältnis von 93W zu 162W max RMS. 
Egal ob für Musik oder nen Motor, das Verhältnis bleibt gleich und 
demnach der Unterschied in der Akkulaufzeit.

Michael B. schrieb:
> Klingt wie falsche Akku/Verstärker Kombination. Muss man sich das Leben
> so schwer machen ?

Der Verstärker ist bestens für meine Zwecke geeignet, da habe ich keinen 
passenderen gefunden. Das einzige Problem ist die Spannung.
Klar könnte ich auch einen 9s Akku bauen, aber da sinkt die Spannung 
nochmal um 3,6V, was am Ende der Akkulaufzeit halt immer das Einbüsen 
von 2-3dB der max Lautstärke bedeutet. Klar, auch kein Weltuntergang, 
aber da wandle ich lieber etwas mehr Leistung in Wärme, die finale 
Akkulaufzeit wird bei dem Verhältnis in jedem Fall ausreichend.

Oder ist das Konzept mit den Dioden unbrauchbar bzw. funktioniert das 
schlichtweg nicht?

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