D級アンプの必要な電力について

スピーカ出力が8Ωで、100w+100wのステレオ仕様だとします。説明では、電源電圧DC 8-32Vになっていました。

問題は、200wのAC-DCアダプターが必要なのかということなのですが・・

例えば
12vだとすると、16.66A 流せるAC-DCアダプター
24vでは、8.33A 流せるAC-DCアダプター
32vでは、6.25A 流せるAC-DCアダプター　が必要なのでしょうか　?

質問者からの補足コメント

• 沢山の回答感謝です。おかげさまで・・
  32Vの電圧がないと200W近い出力が出ないことと、インピーダンスが低くないと難しい事が解りました。しかし8Ω推奨なのは、4Ωで使っている場合は発熱などに要注意と言う事だと思います。現実的に5wも出れば問題無しです。
  
  あとコンデンサの件ですが、電源ユニットにも4000μFくらい、アンプモジュール自体にも1000μFが4個付いているので必要ないのではという状況です。

    補足日時：2017/06/22 01:00

No.1 回答者： xpopo 回答日時： 2017/06/20 08:58

家で音楽を聴く場合、１０Wも出したら爆音です。

アンプの能力として　100w+100wのステレオ仕様　は実使用ではそこまで大きな出力は出して使わないがアンプの実力としてはそこまで出せる能力がありますよという程度の意味だと考えて差し支えありません。
　したがって、必要なAC-DCアダプターの能力としては10W程度で十分でしょう。
　ただし、瞬間的に負荷が大きくなった場合の保険としてAC-DCアダプターの電圧出力端子間に10,000μF程度の大きな電解コンデンサを接続することをお勧めします。

この回答へのお礼

回答ありがとう御座います。
電力側のコンデンサーはやはりあったほうが良いみたいですね～。音質云々より、ノイズ解消できて、ちゃんと音が鳴ってくれるかどうかなんて状況でしたけど、これまで10,000μFっていう大容量は、なじみがなかったのですが、折角D級アンプモジュールなので、検討してみようと思います。

お礼日時：2017/06/20 12:07

No.2 回答者： isoworld 回答日時： 2017/06/20 09:40

理想的な「Ｄ級アンプ」では、電力ロスがなくてスピーカに消費する電力だけで済みます。

なので、スピーカを駆動する出力段の電力だけを考えると…。

片方のスピーカ（８Ω）が１００Ｗになるのには、２８．３Ｖの出力電圧がいりますね。電流容量は片方で３．５４Ａ、両方合わせて７．１Ａです。なので、理想状態を考えると２８．３Ｖ以上、７．１Ａ以上の出力が取り出せるAC-DCアダプターがいるということになります。８Ｖでは小さな音量でしかスピーカは鳴りません。３２Ｖでは100Ｗ+100Ｗのフルパワーでスピーカを鳴らせます。

ただ、100Ｗ+100Ｗもいるのはミュージックパワーと言われるようにほんの一瞬で、常時は３０Ｗ＋３０Ｗｍもあれば十分です。AC-DCアダプターが100Ｗ+100Ｗのミュージックパワーに耐えられればいいのですが。それには回答Ｎｏ．１にあるように、出力に10,000μF（以上）のような大容量の電解コンデンサを付けるという裏ワザもあります。それなら２８．３Ｖ以上で２Ａ程度のAC-DCアダプターでもいけるかも知れません。

参考までにウチで使っているインフィニティのスピーカは能率が悪く、大電力を投入しないと大満足な音量になりません。アンプはＡ級ですが、３００Ｗ＋３００Ｗ出せるものにしてあります。クラシックを聴くとピークで３００Ｗくらいに達することがあります（ピークメーター付きです）。

この回答へのお礼

アンプ側の要求に対して電源がどおしても不足気味になり勝ちだったので、壊れやしまいかと心配でしたが、詳しくありがとう御座います。

３００Ｗ＋３００Ｗって凄いですね。さぞ良い音がする事と思います。

やはり電圧上げて使ったほうが現実的な様子ですので、大容量の昇圧モジュールも試して、チャレンジしてみようと考えてますが、ノイズの関係で無理そうならば、24vMAXって事になりそうです。おかげさまで必要な物、回路の理由も分かってきましたので、今回は、大容量コンデンサーの効果も試してみたいです。

お礼日時：2017/06/20 12:16

No.3 回答者： bogen555 回答日時： 2017/06/20 22:32

電源設計の経験者ですが、出力に10,000μFの電解コンデンサ何か付けたら、大抵の電源は飛びます。

何故飛ぶかとゆうと、起動時の突入電流が大きすぎて、起動失敗するからです。
電源の要注意負荷として、大容量コンデンサ、DC-DCコンバータ、ランプがあります。
ランプも起動電流が大きすぎて、起動失敗することが多いです。
DC-DCコンバータの入力は、負性抵抗特性を示すから出力安定度に影響します。
要注意負荷の場合は、それに対応した設計にします。

とゆうことで、アダプターメーカーに、外付けコンデンサはどの程度まで許されるか問い合わせてから、大容量コンデンサを付けた方が良いです。

この回答へのお礼

回答ありがとう御座います。
10,000μFって言っても、1000μFを最大で10個程度を考えていたのですが・・、同じ事でしょうか。?

テスト的には1個か2個でも良いです。実用的には5個か6個くらいで問題ないならばそれで十分って思ってました。ボリュームとスイッチとヒューズはつける予定です。

あと時々ギターアンプ使っていたので、アンプ系の取り扱いでは、癖が付いてまして、電源投入時は、必ずボリューム0にしてからONするようにしてますけど、それでも駄目なのでしょうか。?

230wの電源ユニットにも、出力側に2000～4000μFくらいのが入ってると思います。

お礼日時：2017/06/21 00:22

No.4 回答者： bogen555 回答日時： 2017/06/21 08:13

> 10,000μFって言っても、1000μFを最大で10個程度を考えていたのですが・・、同じ事でしょうか。

?
同じことです。

> あと時々ギターアンプ使っていたので、アンプ系の取り扱いでは、癖が付いてまして、
> 電源投入時は、必ずボリューム0にしてからONするようにしてますけど、それでも駄目なのでしょうか。?
問題は電源電圧の立ち上がりで、ボリューム0にしても電源電圧は0Vにならないからダメです。

> 230wの電源ユニットにも、出力側に2000～4000μFくらいのが入ってると思います。
内蔵のコンデンサについては、設計時点で配慮されているから大丈夫です。

メーカーに外付けコンデンサの最大容量を訊くのが一番手っ取り早いです。
どうしても訊くのが嫌だったら、修理がしやすい、簡単に分解できるアダプタを購入して、コンデンサを1個づつ追加してどこで壊れるか見て、壊れたところから半分の容量にすれば、当分大丈夫でしょう。

この回答へのお礼

回答ありがとう御座います。やはり同じ事なんですね～。
心当たりとしては、ベリンガ社のMA400っていうヘッドホンとマイク用のプリアンプを最近モニター用に使ってるのですが、これには電源スイッチがなくて、不便なので中継タイプのシーソースイッチを挟んでるのですけど、ONにすると、ボリューム0でも、必ずバチッコーンって耳にきます。その音、これまでの経験で最大ノイズした、もっか対策無しです。

アンプに戻りますが・・
ボリューム側で出力調整する方法と、パワトラやPWMで、電力自体をコントロールする方法もあるかなぁって思ってますけど、前者の場合、ノイズが出易いのと、エミッタフォロワだと良いらいのですがパワーが出難い感じもあったり、電源ユニット側がコントロールに対応していないと故障する事も普通みたいなので、それにはまだ踏み切れていません。

古い中古電源&自作アンプと言う事で、メーカーへの問い合せも考えてませんが、多分、素人にわかるような説明はして貰えないように思いますので・・

タンタルとかも良いってきいたましたけど、何とか自分で対策してみるしかない現状です。

お礼日時：2017/06/21 15:02

No.5 回答者： chiha2525-- 回答日時： 2017/06/21 09:55

＞問題は、200wのAC-DCアダプターが必要なのかということなのですが・・

単純な計算ではそうなのですが、実際には大分違うようです。私も良く知らないのですが、下のリンクを参照してみてください。

chrome-extension://oemmndcbldboiebfnladdacbdfmadadm/http://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/backnumber/2 …

この回答へのお礼

回答ありがとう御座います。
・・電圧32V時でないと、100W×2はの出力は得られないと言う事みたいですね～。
電圧が低いほうが、電流が大きく流れるのだと思ってました(笑;)。納得です。

部屋で使う分には、前回答者の方かだのいうとおり、5W×2もは使わないのが通常ラインということで、最終的には、音質の問題なのでしょうけど、200Wの電力時の小さい音、12Vくらいで使う際の目いっぱい捻った音で音圧レベルが同じとき、音質差はどのくらいあるのか知りたくなってきました。

お礼日時：2017/06/21 21:33

No.6 ベストアンサー 回答者： bogen555 回答日時： 2017/06/21 18:33

ANo.5でリンクされたトラ技p.150の式を使用して、電源電圧24Vのとき、変調率M=0.9とすると

負荷4Ωで出力Poutは、Pout=58.32W
負荷8Ωで、Pout=29.16W
となります。
負荷4Ωだったら、電源のピーク電流Ipkは
Ipk=24×0.9÷4=5.4Apk
負荷8Ωだったら、
Ipk=24×0.9÷8=2.7Apk
です。
オーディオアンプの常用出力は定格の1/10以下だから、ピーク電流対応のこれなんか良いんじゃないでしょうか
http://www.sanken-ele.co.jp/prod/powersp/sw/swf/ …
負荷4Ωだったら、これ
http://www.sanken-ele.co.jp/prod/powersp/sw/swf/ …
負荷8Ωだったら、これ
http://www.sanken-ele.co.jp/prod/powersp/sw/swf/ …

あと、タンタルは電源ラインには付けてはいけません。
タンタルは酸化被膜が弱く、突入電流で飛びます。
ただし、小型なんで、電源インピーダンスの高い電池動作の携帯機器には使われています。
どうしても付けたかったら、飛んでも発火事故が無いようにヒューズ内蔵タイプを使うか、電源電圧1V当たり1Ωの直列抵抗を入れますが、止めた方が良いでしょう。

この回答へのお礼

回答ありがとう御座います。
同じ電圧の場合は、インピーダンスも低いほうが、パワーも得られ易いと言う事みたいですね。
このモジュールは、4Ωから使えますが、最適値は8Ωとありました。実際使う予定のスピーカーは6Ω・MAX40wの2wayです。

あとタンタルもNGなんですね～。

工具に使っているピーク電流が2倍近くある24V電源もあるにはあるのですが、5A仕様だったので使えないかなって思ってましたけど、この手の大きなコンデンサーが搭載されているタイプでは、電源側のコンデンサーは特に必要としないという事で良いみたいですね。

12V～20Vくらいのパソコン用とかのACアダプターを電源に使ったりする際は、大容量コンデンサを挟んだほうがパワフルなのかなぁと思ってました。特に電流値が不足気味の場合とかは。接触不良とかではないのに音が途切れることがあるとか?

お礼日時：2017/06/21 21:46