Necesita ayuda para elegir opciones para el suministro de 12 V de una batería de iones de litio

Hay muchos módulos amplificadores de audio Clase D para uso de 12 V que están fácilmente disponibles y son económicos, destinados al uso en automóviles (de ahí la clasificación de 12 V). Me gustaría usar uno de estos, con una potencia máxima de aproximadamente 20 vatios en una carga de altavoz de 4 ohmios, como parte de un amplificador de guitarra portátil de "práctica", y me gustaría alimentarlo con un Litio-ION o LI-Polymer paquete de celdas El problema es que todos los módulos que he visto tienen un límite máximo de alimentación de unos 14,5 V y, lo que es peor, su calidad de sonido empieza a disminuir a unos 10,5 V. Entonces, el problema, por supuesto, es que un paquete de litio de 3 celdas generará entre aproximadamente 9,6 V (3,2 x 3) y 12,6 V (4,2 x 6) en la mayor parte de su rango de carga. Entonces, con esta elección, el sonido comenzará a sufrir mucho antes de que el paquete haya agotado su carga útil. No necesito regulación de voltaje de precisión,

No estoy seguro de qué opciones puedo considerar aquí y me vendría bien algún consejo. Supongo que podría agregar otra celda y buscar un circuito regulador reductor, con la desventaja de agregar más volumen al paquete de baterías y perder algo de eficiencia en el regulador. Tal vez haya un regulador de refuerzo que podría buscar para el enfoque original de 3 celdas, pero casi se habría evitado con la carga completa y, por supuesto, podría suministrar de manera eficiente alrededor de 2.2 amperios (suponiendo una eficiencia del 100% del amplificador de clase D) . ¿Alguien tiene alguna idea, o tal vez podría recomendar otras opciones que no he considerado aquí?

Anexo: Aquí hay un enlace a una posible solución económica. Según las respuestas que indican que un regulador de impulso podría ser mi mejor opción, comencé a hurgar en busca de un módulo listo para usar, y estoy encontrando este en todo e-bay. Así que solo estoy pasando esta información para cualquier otra persona en el mismo barco. Parece que con un regulador de impulso, se pasa el exceso de voltaje, por lo que si se ajusta a 12V y la entrada es 12.6, entonces la salida será 12.6. Pero eso no es un problema para mí, y si lo fuera, simplemente podría ajustarme a 12.6, o incluso a 13V. Con 150 vatios, este puede ser excesivo, pero no son tan grandes como se ven en la imagen (65 mm de largo). Por supuesto, este vendedor en particular puede desaparecer. Pero parece que hay muchos proveedores, y por alrededor de $ 3 USD, es difícil no conseguir algunos solo para experimentar. Aquí hay una captura de pantalla en caso de que el enlace deje de funcionar. Parecen ser bastante fáciles de encontrar en este punto.

Regulación boost de 150 w barata

Hay muchos amplificadores de clase D adecuados para usar con una batería de iones de litio. ¿Por qué no usar uno de esos en su lugar?
Vería la opción de regulación de refuerzo, pero asegúrese de agregar un bloqueo de bajo voltaje para soportar que no descargue las baterías (el consumo de corriente de la batería aumentará a medida que su voltaje caiga).
¿Por qué supone que "el sonido comenzará a sufrir" cuando el voltaje de suministro para el amplificador de potencia. se hace mas bajo? Yo diría: la potencia máxima antes del recorte sería un poco más baja, pero tus oídos funcionan de forma logarítmica. La diferencia entre 10 Watt y 5 Watt es muy pequeña. Siempre que no se produzca recorte, la retroalimentación del amplificador hará que el sonido sea el mismo para voltajes de suministro bajos y altos.
@user1582568 Sí y gracias... Ya he tomado medidas para bloquear las celdas más allá de cierto punto de descarga. Me gustaría ver la opción del regulador de impulso, pero espero obtener una idea de qué tan bien funcionan con una carga transitoria como la que tendría que trabajar una fuente de música. En cuanto al sonido que comienza a sufrir, no es una suposición, sino que se basa en la experiencia. Pero es difícil saber con certeza si la calidad se debe únicamente a la saturación o es parcialmente culpa de los circuitos de retroalimentación que fallan por debajo de las especificaciones. Voltaje.
@IgnacioVazquez-Abrams En mi experiencia, investigando esto durante algunos años, la mayoría de los amplificadores simplemente especifican el voltaje de funcionamiento y no profundizan en si la química de una batería en particular está involucrada o no. Pero como dije, estoy abierto a sugerencias si sabes de algo específico.
Por supuesto que no. Es por eso que necesita verificar el rango de voltaje. El dispositivo que está viendo actualmente tiene un rango óptimo para SLA de 6 celdas (que, por supuesto, también se refleja en su uso previsto).
Creo que el camino más fácil sería usar un condensador de depósito bastante grande y luego no necesita preocuparse demasiado por la dinámica del suministro.
Yo usaría una topología de solo impulso. Debería estar bien que el voltaje de entrada sea el mismo que el voltaje de salida para la mayoría de los reguladores de impulso. Puede configurar el voltaje de salida a 13 V si desea asegurarse de que Vout > Vin. La mayoría de los reguladores tienen una respuesta transitoria bastante buena. Los cambios de carga de audio son lentos en comparación con el tiempo de respuesta de un regulador, por lo que en realidad no es una aplicación exigente. Lea atentamente la hoja de datos del regulador.
Yo optaría por una topología económica ya que son populares, hay más circuitos integrados disponibles y, por lo general, tienen una mayor eficiencia. Pero las baterías 3S también son muy comunes...

Respuestas (1)

El problema es que todos los módulos que he visto tienen un límite máximo de alimentación de unos 14,5 V y, lo que es peor, su calidad de sonido empieza a disminuir a unos 10,5 V.

Una buena 3S Lipo tiene un rango utilizable de 10,5-12,6 V cuando se descarga a un ritmo razonable (1C o menos), por lo que debería adaptarse perfectamente a su aplicación. 9.6V está en la zona de sobredescarga, donde la batería no tiene capacidad restante. Nunca debe dejar que el voltaje caiga por debajo de 10,5 V bajo carga (11 V en reposo).

Entonces, con esta elección, el sonido comenzará a sufrir mucho antes de que el paquete haya agotado su carga útil.

Si el amplificador suena bien por encima de 10,5 V, cuando note que la calidad del sonido se degrada, la batería ya está descargada en exceso y morirá muy pronto. Debe usar una alarma de bajo voltaje y/o un dispositivo de corte para evitar que el voltaje de la batería baje de 10.5V.

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10,5 es 3,5 V/celda. Es verdad. He visto sistemas que se cortan a 3.5V. El voltaje ya está cayendo abruptamente. Ampliar a 3.4 o 3.3 agrega muy poco tiempo de ejecución adicional. Puede ser deseable bajar a 3.4 / celda, pero el costo adicional y la complejidad probablemente no valga la pena.
Es posible que algunos de estos automóviles de clase D de menor precio con los que he estado trabajando sean incluso menos tolerantes a un voltaje más bajo de lo que deberían ser. Después de todo, la batería de un automóvil rara vez debe tener menos de 11 voltios y, en todo caso, esperaría más de 12. Pero, en resumen, puedo escuchar una distorsión no deseada demasiado temprano en el ciclo de descarga. Entonces, tal vez un módulo regulador de impulso, posiblemente como este, podría funcionar para mí. gearbest.com/multi-rotor-partes/pp_294545.html
¿Qué unidades tienes que distorsionan por debajo de 12V?
Bueno, aquí hay uno que realmente me gusta, porque tiene una limitación automática incorporada para evitar el horrible sonido de la saturación de Clase-D. Como estoy construyendo amplificadores de guitarra para practicar, algo así es importante. Pero parece que muchas características comienzan a descomponerse por debajo de 11V. dx.com/p/y148-audio-amplifier-module-93121#.VqophporJiw
Ese módulo está clasificado para 9-15 V, y el IC YDA148 que utiliza tiene una clasificación de 8,0 V. Por lo tanto, debería funcionar bien con 10.5V. Algunos usuarios informaron una mejor calidad de sonido con una tapa de filtro de fuente de alimentación más grande (por ejemplo, 4700 uF).
Sonará decente hasta 9 V con una señal procesada y comprimida, como una línea de salida de radio o una canción MP3 procesada en un estudio. Pero mi uso es para un amplificador de guitarra de práctica, y los transitorios requieren la capacidad de limitación incorporada para estar en su mejor momento. Incluso a un nivel de volumen moderado, lejos de los márgenes, comenzaré a escuchar rupturas en los picos una vez que el voltaje baje. Es seguro que lo hará mucho mejor con un mantenimiento de 12V casi constante. Por supuesto, el registro de impulso probablemente funcionará mucho mejor con una tapa de depósito grande. Pero ninguna tapa ayudará al banco de iones de litio de 3 celdas sin procesar a medida que cae.
La diferencia en la potencia de salida entre 10,5 V y 12,6 V es de solo 1,6 dB (apenas audible), pero sin una buena tapa del depósito, el voltaje podría caer más bajo en los transitorios.
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