DIY-Akku-Netzeil

[Sinus 0]

Hallo,

meinem Vorverstärker Marke Eigenbau (Supa-phonopre, Kopfhöreramp, Quellenwahl per Relais und LS-Poti) würde ich gerne ein Akkunetzeil spendieren. Weiss jemand wo es infos zum Bau einer vollautonomen Komplettlösung gibt (automatische ein und abschaltung der Ladung usw). Bei den Akkus habe ich an zwei watrungsfreie Blei-Gel-Akkus (12V 7,2Ah) gedacht.

 

Bin für jedliche Hilfe dankbar

 

schönen abend

Chris

[h_reith 3]

Hi Chris,

 

schaue doch mal auf

http://www.hoer-wege.de/nimh_chg.htm

Der Herr Horwege ist sehr freundlich und wird dich sicher gerne beraten.

 

 

[Sinus 0]

Hi h_reith,

danke für den Link, aber leisten kann ich mir so ein "Fertiggerät" leider nicht.

Auf der Seite hab ich immerhin den Hinweis bekommen, dass NiMh-Akkus besser geeignet sind.

 

Was mich interessieren würde ist, ob hier jemand so ein Netzteil schmal gemacht hat und ob er seine Erfahrungen, Tips hier im Forum einstellt.

 

Ich suche nach Infos zur Siebung des Akkurauschen und ev. notwendigkeit der Spannungsstabilisierung.

Schaltplan für ein automatisches Ladegerät werd ich im Netz noch suchen.

Ich hatte da vor Monaten, als mir die Idee schonmal kam, einige Schaltpläne mit IC-gesteuerten Ladegeräten gefunden.

Ich werd mich aber auch erstmal genauer mit Akkus und deren Lademöglichkeit beschäftigen.

 

Die Funktion des Netzteils sollte in etwa so sein:

Netzteil einschalten --> automatisches Abhängen des Ladegerät. Falls Akkus leer werden --> Anzeige per LED und möglichkeit des manuellen Anhängen des Ladegeräts.

Vorverstärker abschalten --> diagnose des Ladezustands und bei Bedarf komplettes (ev Entladen der Akkus und) optimales schnelles beladen der Akkus.

 

Gruss

Chris

 

 

 

[h_reith 3]

Hi Chris,

 

schaue dir doch mal

http://www.tnt-audio.com/clinica/regulators_noise4_e.html

an.

Eventuell kannst du sawas zwischen deine Akkus und die Audio-Schaltung klemmen.

[Sinus 0]

Hi Herr reith,

sehr interessant, die Seite mit schönen Vergleichen. Hast du davon noch mehr?

Chris

[Sinus 0]

Falls sich jemand auch für das Thema interessiert, habe ich hier ne interessante Seite über Akkus und deren Ladung gefunden:

 

http://www.nurohman.pk.cx/psu.html#charger

 

Chris

[Calvin 2]

Hi,

 

so ein Bleiakku-NT mit 2x18V und 1x5V versorgt seit 12Jahren meinen Pre problos.

Ist imho sogar einfacher zu bauen als ein hochwertiges Standard-NT.

Ladeschaltungen für Bleigels sind einfach und günstig aufbaubar. Die Kosten sind vergleichbar einem guten Standard-NT, der Nutzen imho sogar größer (und steigt, je kleiner die Signalspannungen werden).

 

jau

Calvin

 

getting more and more amused :-)

[TheMyxin 0]

 

>gerne ein Akkunetzeil spendieren. Weiss jemand wo es infos zum

>Bau einer vollautonomen Komplettlösung gibt (automatische ein

>und abschaltung der Ladung usw). Bei den Akkus habe ich an

>zwei watrungsfreie Blei-Gel-Akkus (12V 7,2Ah) gedacht.

Thel-Audio bietet komplett Kits mit Akku-Netzteilen an. Siehe

hier http://www.thel-audioworld.de/module/akku/akku.htm

[audioprecision 0]

Ich kann mich Calvin nur anschließen. 1991 kaufte ich bei Conrad ganz billig vier Panasonic 12V/3,4Ah gekauft (möchte nicht wissen, wie alt die damals schon waren). Sie laufen noch heute einwandfrei. Mein Li-Ionen-Akku für das Notbook war nach 3 Jahren hinüber, die NiMh-Akku-Sätze für meine diversen Digitalkameras haben auch immer nach wenigen Jahren ihren Geist aufgegeben. Von den vielen kaputten NiCd-Akkus rede ich lieber gar nicht erst. Die Bleiakkus waren und sind mit Abstand meine pflegeleichtesten. Man muss einfach konsequent Tiefentladung vermeiden und sie nach Gebrauch schnellstmöglich nachladen, dann halten sie "ewig".

 

Präzise Ladetechnik ist simpel und preiswert aufzubauen. Stichworte: National LM317, ST L200, beide Hersteller bieten die passsenden Schaltungen in ihren Datenblättern und Applikationen an. Die Akkus mit ein paar guten Elkos puffern, gute Folien parallel, noch einen am besten zweistufigen Unterspannungsdetektor - fertig. Die ganze Elektronik ist billiger, als sonst schon allein ein hochwertiger Trafo kostet (und in einem Lader kann der Trafo billigst sein - er ist ja beim Hören ausgeschaltet).

 

Klanglich bin ich mehr als zufrieden. Völlige Störgeräuschfreiheit, die kein Netzteil bietet. Ich betreibe einen Kopfhörerverstärker damit, und da ich über Kopfhörer wirklich jedes noch so kleine Rauschen und Brummen registriere, hat sich diese Versorgung als die mit Abstand beste erwiesen. Einen nennenswerten klanglichen Unterschied zu NiMh-Akkus konnte ich nicht feststellen. Veränderungen am Verstärker selbst hatten wesentlich gößere Unterschiede in Klangfarben und Räumlichkeit zur Folge.

 

Als Abschluss vielleicht noch: Spannungsregler am besten außen vor lassen, sie bringen eher eine gewisse Unruhe ins Spiel. Die meisten Verstärkerschaltungen stört es nicht, wenn die Spannung sehr langsam von 13 auf 11V sinkt.

 

Viel Spaß weiterhin bei der Entscheidungsfindung,

Ulrich

 

 

[Sinus 0]

Hallo Ulrich und Calvin,

hört sich wirklich gut an. So werd ichs auch wohl machen. Ich werd mal genauer nach den verschiedenen Schaltungen ausschau halten. Am liebsten wäre mir noch eine Ladezustandsanzeige. Mal sehen was ich alles so finde.

Wieviel uF soll man in etwa für die Elkos vorsehen?

 

Gruss

Chris

 

 

[Sinus 0]

Hi,

ich möchte mir den Spass am selbermachen nicht nehmen. Da ich bei meinem Hobby auch aufs Geld schaue (ist auch ein Ansporn, so gut und günstig wie möglich) schaue ich nicht auf die Angebote von THEL und Co.. Die Geräte sind sicher Top, allerdings 88€ alleine für das Ladegeräte sind mir zuviel. trotzdem Danke

Gruss

Chris

[Sinus 0]

Hi,

kleiner Überlegungs-zwischenbericht:

 

Das mit einem Spannungsregulator denk ich wird nicht so funktionnieren. Beide Batterien sind ja in Serie und haben eine Ladespannung von rund 28 Volt. Da müsste beim Umschalten von Vorverstärkerbetrieb auf Ladefunktion per Relais die Batterien von Seriell auf Parallel umgeschaltet werden, oder irre ich mich?

Wie sieht es denn mit der Ladekurve bei einem Spannungsregler aus. regelt sich der Ladestrom automatisch bis zur Erhaltungsladung oder muss am Ende manuell abgeschaltet werden?

 

Das hier find ich nicht schlecht:

http://sound.westhost.com/project98.htm

Das Netzteil müsste nicht ein-aus-oder umgeschalten werden, alles automatisch. Man müsste eben den Ladestrom auf etwa 400mA hoschschrauben und dementsprechend den BD139 austauschen.

 

Dazu noch eine zuschaltbare Batterie-Ladezustandsanzeige um sicher zu gehen:http://www.electronicsforu.com/efylinux/circuit/feb2003/sept99_chargemonitor.pdf

 

 

Eine Möglichkeit mit einem Ladergler-IC von Unitrode UC3906 wäre auch nicht schlecht. Da weiss ich aber noch nicht ob man 2 12Volt BAtterien in Serie laden kann.

 

Gruss

Chris

 

[Calvin 2]

Hi,

 

mit Spannungsreglern funzt es hervorragend, jedoch muss man halt mit zwei Reglern arbeiten, getrennt für den positiven und den negativen Zweig (siehe Prinzipbild).

Ich bevorzuge hinter den Akkus nochmals Spannungsregler mit dicken Elkos weil somit ein niedrigerer dynamischer Innenwiderstand der Versorgung garantiert wird. Die ´Komfortschaltung´ kann über einen 2-/4-fach Komparator LM339 mit folgendem Timer realisiert werden, der die Netzspannung über einen Relaiskontakt schaltet und über LEDs den Schaltzustand anzeigt.

Es lässt sich auch leicht in die Spannungsregler eine Strombegrenzung integrieren, damit der Ladestrom nicht zu groß wird. Die Ladekurve selber ist selbstjustierend und es reicht völlig aus die Ladeschlussspnnung genau einzustellen.

 

jauu

Calvin

 

 

getting more and more amused :-)

[Sinus 0]

Hallo Calvin,

mal schaun ob ich deinen Schaltplan richtig verstehe, bin ja kein Elektroniker ;-).

 

Lade-Spannungsregler:

 

Also die Spannungsregler LM3x7 auf etwa 14,5V einstellen.

 

Ausgangs-Spannungsregler:

 

Statt einen integrierten LDO-R kann ich ja diesen explizieten 2-Transistor Shunt Regler den Huber Reith mir vorgeschlagen hat nehmen http://www.tnt-audio.com/clinica/regulators_noise4_e.html Rout 50mOhm(zB MC7812 hat zwar 15mOhm, rauscht aber anscheiend mehr)

 

Die Komparatoren:

ich tippe mal, dass der erste Komparator darauf wartet, dass er seine LED bei 13,8V Nennspannung anmachen darf und der zweite auf die Überladungsgefahr bei 14,3 V hinweist und das Netzteil über den Timer ausschaltet.

 

PS: ist es nicht besser statt den ungenauen Z-Dioden lieber ein Refernzspannungsgeber (LM385) und einen angepassten Spannungsteiler zu verwenden?

Für was ist der Timer Timer vor den Relais?

 

Kannst du meinen Wissenstand bitte erweitern. Danach bedank ich mich auch recht schön brav :+

 

Gruss

Chris

 

PS: ich danke Euch für eure Hilfe !!!

[Calvin 2]

Hi,

 

bei den Komparatoren braucht es ja nur einen pro Spannung und zwar die, die mit dem Relais verbunden sind. Diese sind auf den gewünschten Minimalwert der Akku-Spannung einzustellen z.B. 11,nochwas Volts und schalten das Relais über eine Timerschaltung, die das Relais z.B. für 2-4Stunden anziehen lässt, damit die Akkus nachgeladen werden. Die beiden anderen Komparatoren werden nur zusätzlich genutzt um anzuzeigen, daß die Spannung gerade einen Wert unterschreitet, der baldiges Nachladen ankündigt (z.B. 12V)

Die Zenerdioden dienen nur als Prinzipbild für eine Referenzspannung. Die Spannung kann z.B. auch nach den zweiten Serienreglern einfach über einen Spannungsteiler (oder Poti) geholt werden. Die zu detektierende Akkuspannung wird ohnehin über einen Spannungsteiler auf den Komparatoreingang gegeben. LDO-Regler brauchts auch nur, wenn 12V-Akkus verwendet werden sollen. Werden 18Vs genommen reichen auch hier übliche 317/337 um die angeschlossenen Schaltungen mit 12-15V zu versorgen.

Parallelregler würde ich aufgrund der möglichen hohen Stromlieferfähigkeit der Akkus nicht wählen.

 

uuups gerade ein paar heavy Fehle entdeckt!! Die Komparatoren müssen natürlich vor dem zweiten Spannungsregler kommen, sie sollen ja die Akkuspannung überwachen und nicht die Reglerspannung!

Dann gehört noch ein Schalter (Öffner) parallel zum Relaiskontakt, mit dem vom Ladebetrieb (Aus) auf Akkubetrieb (An) umgeschaltet werden kann.

 

jauu

Calvin

getting more and more amused :-)

[h_reith 3]

Hi Sinus, hi Calvin,

 

Akku und Regler soll/muss man nach der Anwendung aussuchen.

Akkus können meist deutlich mehr Strom liefern als Elkos. Das ist in Phono-Vorstufen aber nicht das Thema. Hier spielt eher das Rauschen und die Brummfreiheit eine Rolle. Bezüglich der Rauscharmut haben Akkus und serielle Regler oft gewisse Nachteile. Parallelregler sind da gar nicht übel. Dafür können die natürlich nicht viel Strom liefern. Das spielt bei der ersten Stufe einer Phono-Vorstufe aber meist keinen Rolle.

Bei der 2ten Stufe und beim Kopfhörerverstärker könnte es anders aussehen. Hier ist ein serieller Regler warscheinlich günstiger.

[Sinus 0]

Hallo Hubert und Calvin,

 

@hubert

meine Phono-vorstufe zieht etwa 2X 100mA.

der Kopfhörer-amp unter Volllast etwa 2x 230mA.

eine 2te Stufe hab ich nicht im VV.

Was meinst du wieviel Strom der SR mit den BC-Transistoren ohne zu verkrampfen liefern kann?

 

ich hätte da ne frage zu seriell und parallel Regler:

sind 78XXX, LM3x7er parallel oder seriell.

meinst du bei diskreten SR mit seriell, wenn ein Transistor als Gyrator verwendet wird?

 

@Calvin:

vielen Dank, jetzt werd ichs glaub hinkriegen. da hab ich doch wieder mal alles falschrum verstanden.

 

 

Gruss

Chris

 

Ich werd wohl statt dem "Battery monitor" (weiter oben hab ich den Link) mit Led anzeige, einfach ein billiges Multimeter useianderpflücken und einbauen. Das kann ich dann per Wahlschalter Schalter einfach an die jeweilige Batterie klemmen und das Display kommt in die Frontplatte.

 

 

 

[Sinus 0]

@ hubert,

ich hab vielleicht ein bischen zu schnell gefragt. Mittlerweile hab ich mich ein bischen mehr über S-Regler informiert...und

 

zur Berrechnung der Stromlieferfähigkeit von Shunt oder seriellen Reglern bin ich aber noch zu blöd... Ich finde zwar allgemeine Berrechnungshilfen von Prinzipschaltungen. Wie ich das aber genau in einer vorliegenden Schaltung (zb der mit den BC-typen) berrechne übersteigt meinen Horizont (meine einzige Quelle dafür ist Internet).

 

@ all

Bis jetzt ist folgendes soweit klar:

*Blei-Gel-Akkus 2 X 12 V/ 7,2Ah

*Ladung durch 2x LM317 auf 13,8V geregelt mit Strombegrenzung

*Laderegelung durch komparatoren

* jede Schaltung (K-amp und Phono-vorstufe) bekommt seine eigene Stabilisierung.

 

was ist nun der Favorit und wie dimensioniert?

 

- nur Elkopacket + bypass-folie (ich hab etwa 22x 1000uF/35V low ESR, 105°typen, genügend MKP( 1uF und 2,2uF) und MKS 0,22uF gerade da)

oder

- einen integrierten LDO-Regler + Elkos+ bypass (welcher LDO-R ist denn zu empfehlen? 12V/1A)

oder

- diskret aufgebauter Shuntregler mit genügend Stromlieferfähigkeit (etwa 1A)

oder

-???

 

Gruss

Chris

 

PS: natürlich hat mein Phonoamp auch ne zweite Stufe, ich hatte die 2te Stufe als Line-amp verstanden

 

 

 

 

[Sinus 0]

Hab noch vergessen zu fragen:

Die LDOs sind ja gepulste Bauelemente(intern Oszilatoren von etwa 50kHz was ich gesehen habe) macht sich da nix auf der Sekundärseite bemerkbar?

Chris

[h_reith 3]

Hi Chris,

 

78xx, LM3xx ... sind lineare serielle Regler. Im Prinzip sitzt zwischen Ein- und Ausgang ein steuerbarer Widerstand (Transistor), der zusammen mit der Lastimpedanz einen Spannungsteiler bildet. Der Längswiderstand wird dabei in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung immer so nachgeregelt, dass diese möglichst konstant bleibt.

Wichtig ist für den Einsatz, dass die Regler ausreichend gekühlt werden.

Beträgt die Eingangsspannung zB 18V, die Ausgangsspannung 12V und der Strom etwa 300mA, dann bleiben also etwa 6V am Regler hängen. Mal 300mA macht eine Leistung von 1.8W. Man benötigt also einen Kühlkörper, mit dem man das abführen kann. Die Eingangsseite wird also mit etwa 18V*300mA=5.4W belastet.

 

Bei parallelen Reglern sitzt das Stellglied parallel zur Last und benötigt zusammen mit dieser natürlich einen Längswiderstand. Wichtig für die Berechnung ist nicht nur der durchschnittliche Strombedarf sondern auch Minimum und Maximum. Beispiel:

Eingangsspannung 18V, Ausgangsspannung 12V, Durchschnittsstrom 300mA, Spitzenstrom 500mA, Minimalstrom 0mA.

Der Längswiderstand muss also kleiner als (18V-12V)/500mA = 12Ohm sein. An ihm werden permanent 6V*500mA=3W verheitzt.

Der Transistor des Parallelgliedes muss

Min: 12V*0mA=0W

Durchschnittlich: 12V*200mA=2.4W

Max. 12V*500mA=6W

aushalten.

Die Eingangsseite wird mit 18V*500mA=9W belastet.

 

Gerade beim Akkubetrieb sieht mal also gewisse Nachteile. Abhilfe kann hier eine Kombination schaffen. Man hat z.B erstmal einen Serienregler auf 13V und macht mit dem Parallelregler nur noch 1V platt.

 

Ob der Aufwand allerdingt gerechtfertigt ist ????

 

Gute Elkos direkt an den Verbrauchern und eine kleine Entkopplung (Widerstand oder Spule) liefern meist ausreichend gute Ergebnisse. Bei der ersten Stufe in meinem Phono-Pre nehme ich die stabilisierte Spannung der 2ten Stufe, gehe über einen Widerstand auf eine Z-Diode und Elkos - fertig. Eventuell wäre hier ein Parallelregler besser, ist aber auch so ok.

 

Beim Kopfhörerverstärker sind die Pegel ja so hoch, dass es warscheinlich auch keinen Bedarf nach einem Parallelregler gibt. Sicher kann man aber nie sein.