電池でアンプを駆動できるか

以下のアンプをエネループ(1.2V)×10本で駆動しようと思っていますが、
電池は常用で耐えきれるでしょうか？なお，スピーカは8Ω×2です。
爆音では聞かないですので，出力は結構絞って聞くと思います。

SA-S1+S-EX
http://www.sp01.jp/14_914.html

電池10本で5W+5Wのアンプを今のところ駆動できているので，
上のアンプもいけるんじゃないかと思っていますが，いまいち根拠が無いです。
エネループが電流値に耐えきれるか，皆さんのご意見頂きたいです。
(理解しておきたいので，こういうときの考え方も教えて頂けると助かります。)

もし、ダメでも10W+10Wならいけるでしょうか？

No.1 回答者： iBook-2001 回答日時： 2013/10/12 23:32

はじめまして♪

TA2020のデジタルパワーチップ、このICチップを採用した基盤キットは私も組み立て利用経験が在ります。

電圧だけなら、エネループ１０本直列で１２V,大丈夫ですが、、、

電流供給能力が不足過ぎ。

このICにおける最高スペックは、４Aの電流供給が必用になります。
まぁ、最大スペックでは無く、１／４と言う場合、電源事情は１／２程度でもなんとかなるでしょう。


美馬明日範囲にエネループは見当たらないので、同じ様な充電式のエボルタ電池を眺めてみました。
「2000mA/h」と記載があ在ります。
これは、1時間かければ、２Aが取り出せる、という事ですね。
（あるいは、２Aを1時間供給可能）

バッテリーの仕様を読み砕くのは、一度は見たんですが、今はちょいと忘れたんで、ドッチかな？？

単純計算で、1.2V×２A＝2.4Wですね。
１０本直列なら、12V×２A＝２４Wとなります。
デジタルアンプの高効率は最大出力付近で高スペックですが、それ以外はあまり高効率では在りません。
このため、電源の利用効率が実質的に７０％だったとすれば、出力は総合１6W、片側8Wていどが期待で来そうです。

ただ、電流供給能力として、電池側が何分持ちこたえるのか、、これが気になる所。

現実的なオーディ利用では、案外１Wも出力せずに利用している事の方がほとんどです。
そして、デジタルアンプの弱点が、最大出力付近だけが非常に高効率で、実用域の０から１W未満という出力は、非常に効率が低いという事実です。

アナログアンプ回路では、無音時の電流消費がおおむね想定出来るのですが、デジタルパワーICではそういう条件下のスペックを公表していない事が多く、けっこう面倒だったりしますね。

実質的には、試してみてどの程度の時間が使えるか、そういう部分に成りますね。

なお、TA2020は破壊電圧が理想駆動電圧とわずかしか違わない、かなりアヤウイ設計ですから、ACアダプターなどを使う場合は９Vくらいまで使った方が安全です。
（車に乗せて、1台壊しました、、、電源に乗っかったノイズ電圧で、逝ってしまったようです。）

外来電源ノイズの心配が無い、電蓄駆動のみでしたら、おそらく問題は無いと考えられます。
安心して組み立ててみて下さい。
（電池の持ち時間は、判らんぞぉ～。苦笑）

この回答への補足

回答頂きありがとうございます。

No3の方の回答の通り、どんなアンプを選んでも聞く音量次第ということでしょうか。
10W+10Wで良いものを探すべきかと思いましたが、20W+20Wで一旦やってみるか・・・

エボルタは持っておらず、
エネループは沢山持っているので買い足さずにやりたいと思います。
アドバイス頂いたのにすみません。電池破裂しないといいですが。

補足日時：2013/10/13 00:22

No.2 回答者： mimazoku_2 回答日時： 2013/10/12 23:38

アンプの条件

「電源：DC9-14V 3A(30W以上) 」

ですので、エネループは、１０本＋１０本の並列が望ましい。
理由、エネループの仕様では、最大２５００ｍＡなので、負荷を分散させないといけません。
電池にダメージを与えるならば、話は別です。
Ｗ数を下げても、基本的に１Ａは必要かと思います。


┏□□□□□□□□□□┓　＜＝１２ｖ２５００ｍＡ｛Ａ列｝
┗□□□□□□□□□□┛　＜＝１２ｖ２５００ｍＡ｛Ｂ列｝

というつなぎ方です。

最大出力時には、｛Ａ列｝１５００ｍＡ、｛Ｂ列｝１５００ｍＡとなり、電池に負担が掛かりません。

１０本だけの組み合わせだと、状況によっては、電池にダメージがあるかも？！

この回答への補足

回答有難うございます。並列にするのも案ですね～。
ただ並列は危ないという話も聞いたことある点が少々気になります。
危ないという根拠はわかってないです。

ところで、アンプ自体をやはり低出力のものに変えるのも
検討した方がよいのかと思いました。

駆動する相手は方チャンネルこちらのスピーカ1個です。
http://www.ongakunotomo.co.jp/kagutsu/k111.html
これだと10W+10Wが理想なのでしょうか？
今のところ安価で良さそうなアンプは20W+20W(質問で書いたやつ)しか知らず。
何か良いものご存じないでしょうか？

補足日時：2013/10/13 00:12

No.3 回答者： Tann3 回答日時： 2013/10/12 23:49

　プッシュプルで、電源の電力をほぼ100%スピーカの駆動に使えるとして、12V電源（1.2V×10個）でスピーカに10Wの電力供するには、方チャンネルで

　　　　10W　÷　12V　≒　0.833A

2チャンネルで　1.67A　必要です。

　乾電池のエネループが、　1.67A　流したときにどの程度発熱・電圧降下して、全体の回路の動作がどうなるか、ということですね。この電流では、電池の内部抵抗が1オームであっても、2.8Wぐらいの電力を消費して発熱し、電圧が1.67V以上低下しますから、多分、電池自体が「あっちっちに発熱して融ける」という結果になってダメでしょうね。

　ただ、アンプのスペック上の最大出力が10W+10Wであっても、通常に音楽を聴いている範囲では、出力は平均で数百mW、ピークで1Wぐらいですから、多分大丈夫でしょう。上記の計算の1/10～1/100ということです。

　5W+5Wのアンプであっても、20W+20Wのアンプであっても、同じような音量で聴いている限りスピーカに出力するワット数は同じです。従って、「5W+5Wのアンプを今のところ駆動できている」のであれば、SA-S1+S-EXでも大丈夫だと考えるのが論理的です。

この回答への補足

No2の方に補足書いているのと入れ違いになってしまいました。
以下の記載は納得です。
なんだか直列10個でいける気がしてきましたが、5W+5Wで使っているスピーカよりも
大型で大き目の音を鳴らすかもしれません(5W+5Wが6cm 4Ω，今度が8cm 8Ω)
やってみて、発熱を見るべきでしょうか・・・

"5W+5Wのアンプであっても、20W+20Wのアンプであっても、同じような音量で聴いている限りスピーカに出力するワット数は同じです。"

補足日時：2013/10/13 00:18

No.4 回答者： Yorkminster 回答日時： 2013/10/13 01:26

他の回答者も指摘されていますが、そもそも現在（あるいは今回は）何Wで使っている（使う予定）のかが最大の問題です。

ものすごく単純に考えると、通常のeneloop（白ボディに青文字）の容量は1900mAhくらいです。1900mA出力すれば1時間で容量を使い切るという意味なので、2A程度の出力には堪えてくれると考えて良いと思います。

こちらでも2A強で実験していますが、特に問題はなさそうです。
http://kaden.watch.impress.co.jp/docs/column_rev …

一方で、eneloopの公称電圧は1.2Vですが、終止電圧は1.0Vで、実際には1.1Vくらいでキープするようです。10本直列だと11Vなので、2A流すなら22Wです。アンプ全体で22Wなので片チャンネル当たり11Wですが、このアンプに使われているICのTA2020の電源効率を80%と仮定すると8.8Wということになります。D級アンプは出力が低くなるほど効率も落ちるので、実質的には7Wくらいかも知れません。

もっとも、TA2020の出力が8Ω負荷時に12Wというのは、電源電圧13.5V時、歪率10%時の値です。これはもはや聞くに堪えないレベルの歪なので、このアンプの実用的な出力（歪を気にせず使える範囲）は、8Ωのスピーカーを繋ぐなら、いずれにせよ7～8Wくらいが関の山です。電源電圧11Vだと、5～6Wが良いところかも知れません。もし、本当に常時10W+10W以上の出力が必要なのであれば、電池以前にアンプの選択に難があります。

ということで、1時間だけ、7～8W程度なら使えるのではないか、という感じでしょう。

実際の出力が2Wとかであれば、もう少し時間は延びます。5W+5Wのアンプというのも、その「5W」が最大出力の意味であれば、歪の少ない範囲で使えるのはせいぜい3Wくらいまででしょうから、現在もフルパワーで出力している訳ではないと思います。

ただ、上述の通り出力を落とすと効率も落ちるので、たとえば2W出力時の効率が60%と仮定すると（TA2020のデータシートによればそのくらい）電源は3.3W必要なので、ステレオなら7Wくらいです。11Vで7Wなら電流は0.6A強なので、使用できる時間は3時間くらいでしょうか。

なお、ニッケル水素電池は終止電圧を超えて使い続けると急激に劣化します。eneloop自体の寿命を考えるなら、ギリギリまで使うのではなく少し早めに切り上げた方が良いでしょう。

No.5 回答者： tetsumyi 回答日時： 2013/10/13 08:04

どうしてエネループにこだわるのか、私としては理解に苦しみます。

アンプの駆動で電源電流が不足する恐れがある場合はアンプの能力を充分に発揮できず、パワー不足となって迫力ある低音を出すことができません。
まともな音質で聞きたいのであれば、アンプに必要な電流を余裕を持って流すことができる電源を用意すべきです。
密閉型鉛蓄電池であれば短時間であれば２０A程度以上流すことができるので音質の劣化の恐れがなくなりますし、価格的にも安上がりですし過電流による電池の劣化や発熱も起きません。
http://akizukidenshi.com/catalog/c/cpb12v/
ただし放電したまま放置したりすると劣化が進みますし、LONG製の安物は劣化が早く寿命が短いです。

No.6 回答者： 007itochan 回答日時： 2013/10/13 10:16

回答ではないかもしれませんが

充電型電池の　並列接続が　やばい　のは、電圧のバランスが崩れたとき、高い方から、低い方に充電されるロジックが働くためです。

それと、エネループの条件を外し、リポ電池なら、そんなワット数気にすることなく利用できます。

ラジコン専門店のサイトで検索すれば、恐ろしく安い値段で　充電器込みで手に入ります。
放電電流　１００Ａなんてのは　当たり前です。

No.7 回答者： chiha2525 回答日時： 2013/10/13 12:51

問題ないと思うけど。

Ｄ級アンプの暗電流は0.5W程度だったと思います。1.0Wx2の出力でも2.5Wしか使わない、この程度の電力を供給できれば電池は良いということになるはずです。

うちでは0.01～0.1Wx2程度の出力なので、Ｄ級アンプを使っていても効率は悪くなっているのでしょう。

No.8 回答者： yucco_chan 回答日時： 2013/10/13 18:09

間違いに近い回答が多いですね。

1900mAh の容量は10時間率（5時間率かもしれません）での表記。
つまり190mA の電流で10時間使える容量。（5時間率だったら380mA で5時間使える）
1900mAで使ったら 0.6時間程度以下しか使えません。

また、アンプが１０W出力でも、実際の音楽などの出力は、平均すると1/10以下になります。

なので、＃７さんの通り、「問題ないんじゃない」です。

あと、注意点として繰り返し使用回数の2100回は、完全放電させない使用方法の時です。
1900mAhの７０％の使用に留める放電を49回行い、メモリー効果除去をかねて１００％放電（メーカーが定める終止電圧（1.0V？）まで放電させる）を1回行う。
この５０回放電を１セットとして、１００％放電時の容量が公称値1900mAhの８０％まで劣化した時が寿命。
この寿命までに2100回充放電ができる。

毎回１００％放電させたら、２～３００回の充放電で駄目になったとの記事も見たことがあります。

トヨタのハイブリッドカー プリウスは、電池寿命を延ばすために５０％放電までしか使わないそうです。

No.9 回答者： mimazoku_2 回答日時： 2013/10/13 20:37

並列が危ない・・・そうでもないですよ。

ただ、負荷が１系統に掛かりすぎるのは悪いですし、問題が発生しやすくなります。
なので、２系統で、負荷電流を分散させるのです。
これならば、万一、ボリューム操作を誤っても、電源が耐えきれますし、大きな音を出したいのなら、それもＯＫです。


＞アンプ自体をやはり低出力のものに変えるのも・・・

そうですね、方法は２つです。

１，電源を強化する。（エネループ２０本案）
２，アンプを小出力にする。


スピーカーは、問題ありませんよ、このアンプだと・・・。
スピーカーには、ピークパワーとミュージックパワーがあるので、余裕のある許容入力を持ったスピーカーにしましょう。

・ピークパワー：瞬間的に入力できる最大値。
・ミュージックパワー：平均して入力できる平均最大値。

例えば、ピークパワー１００ｗのスピーカーでは、ミュージックパワーは、３０～４０ｗが限界です。
それ以上の入力は、スピーカーのボイスコイルを焼き切ってしまいますし、アンプが過大電流を流して、アンプが壊れます。


疑問を感じるのは、このクラスのアンプを、なぜエネループで駆動させる？という事です。
通常、電源に不安の無い、容量の大きなものとか、交流電源を用いるとかの手法になるはずなんですが・・・なぜ？
そんな面倒な事をしなくても、電動ドライバなどに使われているようなバッテリの方が、断然有利です。
まあ、真の目的は知りませんが・・・。

No.10 回答者： 1575727 回答日時： 2013/10/15 02:34

eneloopの容量にもよりますが、できなくは無いでしょう。

しかし、あまりお勧めはしません。
こういうアンプを買うからには、電源はちゃんとしたものを使いたいです。
なぜなら、電源の電圧が不安定だと、それが雑音として出てきてしまうからです。