Erfahrung mit Mean Well DC/DC für Audio-Anwendung

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v.tennison
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 08. Sep 2020, 14:11

Hallo Leute,

ich suche einen Step-Up Wandler und stehe vor vielen Fragen, die ich bisher nicht klären konnte.

Folgende Konstellation ist geplant:

4S Li-Io Akku mit DC 11,6V (leer) bis 16,8V (voll)

an

TPA3116 Board mit 2x 50W an 24V
mit analogem Eingang und Smartphone als Zuspieler (Empfindlichkeit einstellbar)

Ermöglicht werden soll das durch einen
Step-Up mit DC 11V-17V IN und DC 24V OUT (min. 4,2A / 100 Watt).

Amp ist der hier im Forum vielfach empfohlene von AIYIMA:

https://de.aliexpres...1.0.0.13b84c4dlmdjZy

Meine Anforderungen an den Step-Up wären daher

1.) keine Störgeräusche
2.) möglichst hohe Effizienz
3.) ein vertretbarer Preis

in dieser Reihenfolge.

Leider finde ich hier im Forum nur wenig Hinweise auf brauchbare Step-Ups und sämtliche Amazon-Teile haben schlechte Bewertungen.
Den Datenblättern von Banggood, AliExpress & Co. traue ich nicht ganz und konnte auch keine belastbaren Tests finden.

Eventuell kann hier jemand etwas empfehlen, mit dem er/sie Erfahrung hat?

Ich suchte außerdem nach Markenherstellern und fand mit den o.g. Leistungsdaten nur den Mean Well SD-100A-24:

https://www.conrad.d...100-8-w-1761285.html

Dieses Teil gibt es für ca. 40 € inkl. Versand.
Leider ist es mit 84% nicht gerade effizient.
Und ich habe keine Ahnung, ob 150mVp-p Ripple/Noise für Audio-Anwendungen gut oder schlecht sind.

Daher frage ich mich, ob es sich lohnt, so viel Geld in die Hand zu nehmen.

Alternative Überlegung und der Grund warum ich nicht sicher bin, was ich tun soll:

Sollte ich statt Step-Up lieber den Akku anpassen?

Ich verfüge derzeit über 4 Akkus in 4S4P Anordnung und mit 2.500mAh je Zelle, somit 40.000 mAh (rechnerisch).
Bei Änderung auf 6S2P könnte ich 5 Packs bauen und käme dann rechnerisch auf 25.000 mAh.

Somit wäre das ein Kapazitätsverlust von 37,5 %, also noch schlechter als der Wirkungsgrad des Wandlers (16%).
Hinzu käme, dass ich die Zellen nicht auf 4,2V laden könnte, sondern nur auf 4V, was wiederum Kapazitätsverlust bedeutet.

Und letztlich wäre auch der AMP nur bei Voller Spannung im optimalen Leistungsbereich und würde bei weniger Akkuladung nur noch mit 17 bis 18V laufen.

Da meine Boombox teilweise für mehrere Tage im Outdoor-Einsatz ist, muss ich möglichst viel Kapazität bei ausreichend Leistung sicherstellen.

Ich hoffe, dass jemand bis hierher mitliest und mir eine Empfehlung geben kann, welches die bessere Lösung ist.
Eventuell sogar mit einer Kaufempfehlung für einen Step-Up.

Sorry für den langen Roman und herzlichen Dank an alle Hilfsbereiten User!

Beste Grüße aus Rheinhessen,

Vivian

MK_Sounds
Stammgast

#2 erstellt: 08. Sep 2020, 16:24

v.tennison (Beitrag #1) schrieb:

Meine Anforderungen an den Step-Up wären daher
1.) keine Störgeräusche
2.) möglichst hohe Effizienz
3.) ein vertretbarer Preis

Leider finde ich hier im Forum nur wenig Hinweise auf brauchbare Step-Ups und sämtliche Amazon-Teile haben schlechte Bewertungen.
Den Datenblättern von Banggood, AliExpress & Co. traue ich nicht ganz und konnte auch keine belastbaren Tests finden.

Nun, die chinesischen Hersteller interessiert das Thema EMV herzlich wenig. Die ganzen DC/DC-Wandler und Class-D-Verstärker haben alle keine brauchbare Filterung der Versorgungsspannung und sind zumeist EMV-Schleudern sondergleichen. Auch aus diesem Grund und vor allem wegen der oftmals mangelhaften Entwicklungsleistung bei solchen China-Böllern kaufe ich diese grundsätzlich nicht mehr, auch wenn sie auf den ersten Blick günstig sind.

Alternative Überlegung und der Grund warum ich nicht sicher bin, was ich tun soll:
Sollte ich statt Step-Up lieber den Akku anpassen?
Ich verfüge derzeit über 4 Akkus in 4S4P Anordnung und mit 2.500mAh je Zelle, somit 40.000 mAh (rechnerisch).
Bei Änderung auf 6S2P könnte ich 5 Packs bauen und käme dann rechnerisch auf 25.000 mAh.

Da bist du meiner Meinung nach auf dem richtigen Weg. Aus 4 Stück 4s4p kannst du ja problemlos 2 Stück 6s4p machen. Die Energiemenge (Wh) bleibt ohnehin gleich, da gleiche Anzahl Zellen im System. Allerdings keine Verlustleistung am Boost-Converter und somit mehr Laufzeit.

Somit wäre das ein Kapazitätsverlust von 37,5 %, also noch schlechter als der Wirkungsgrad des Wandlers (16%).
Hinzu käme, dass ich die Zellen nicht auf 4,2V laden könnte, sondern nur auf 4V, was wiederum Kapazitätsverlust bedeutet.

Warum kannst du die Zellen nicht bis 4,2 V laden

Der TPA3116 hat einen Eingangsspannungsbereich bis 26 (30) V.

v.tennison
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 09. Sep 2020, 06:16

Was nutzt du mittlerweile, wenn du die China-Böller nicht mehr verwendest?
Ich dachte ursprünglich an ein Wondom Board, aber die sind teuer und auch teilweise schlecht bewertet.
Up2Stream Boards sind für mich überdimensioniert und meiner Meinung nach für Home-Audio ausgelegt.

Das mit der Energiemenge habe ich so nicht bedacht, das Argument ist natürlich gut.
Ich werde ggf. erstmal einen 6S2P bauen und schauen, wie weit ich damit komme, bevor ich alle Akkus umbaue.

Warum kannst du die Zellen nicht bis 4,2 V laden

Der TPA3116 hat einen Eingangsspannungsbereich bis 26 (30) V.

Ja, der TPA 3116 ist bis 26V angegeben, ich dachte hierbei jedoch an die Boards selbst.
Ich habe mal gelesen, dass viele bei 21V am besten arbeiten und manche Bauteile die 26V nicht gut verkraften.
Überprüfen kann ich das natürlich nicht und werde es per Test herausfinden.
Ich hoffe, dass der AMP dann auch mit 25,2V noch brauchbar klingt.

Danke für deine Antwort, das bringt mich auf jeden Fall ein ganzes Stück weiter bzw. nimmt mir etwas die Zweifel!

Beste Grüße

RoA
Inventar

#4 erstellt: 09. Sep 2020, 07:14

Ich werde jetzt keine konkrete Empfehlung geben, weil der Markt für preiswerte Spannungswandler schier unüberschaubar ist und die Anbieter täglich wechseln. Ich habe in den letzten Jahren dutzende verschiedener Module verbaut, meist in LED-Anwendungen (wo es auf exakte Regelung ankommt), aber auch als Hilfsspannungen z.B. in Röhrengeräten zwecks Umbau auf andere Röhrentypen oder auch als Netzteil, und hatte dabei noch nie einen Totalausfall. Auch ist es mir bislang noch nie passiert, daß die Module irgendwie eingestreut oder sonstige Störungen verursacht haben. Das tun preiswerte elektronische Netzteile, wie sie überall zig-fach eingesetzt werden (z.B. Handy-Lader), schließlich auch nicht. Die Dinger kosten fast nichts und Versuch macht kluch. Ich würde darauf achten, daß das Modul angemessen dimensioniert ist und ohne aktive Kühlung auskommt. Ggfs. das Modul etwas entfernt vom Verstärker anschließen. Normalerweise kommt bei mir an den Ausgang noch ein 1.000mü-Elko, aber bei dem beabsichtigtem Verstärker-Modul ist das eigentlich nicht nötig, der hat ja schon 4.700mü in der Siebung, weil die Entwickler ohnehin davon ausgehen, daß der mit einem elektrischen Netzteil betrieben wird.

Der hier würde bereits locker reichen, nur zur Anregung:

https://www.amazon.d...d=1599632737&sr=8-10

Amazon zeigt dir auch gleich dutzende Alternativen, teilweise auch mit vielen positiven Bewertungen, z.T. versandkostenfrei.

vVegas
Inventar

#5 erstellt: 09. Sep 2020, 11:00

v.tennison (Beitrag #1) schrieb:

Ich verfüge derzeit über 4 Akkus in 4S4P Anordnung und mit 2.500mAh je Zelle, somit 40.000 mAh (rechnerisch).
Bei Änderung auf 6S2P könnte ich 5 Packs bauen und käme dann rechnerisch auf 25.000 mAh.

Somit wäre das ein Kapazitätsverlust von 37,5 %, also noch schlechter als der Wirkungsgrad des Wandlers (16%).

???? Du vergleichst also die Kapazitäten bei verschiedenen Spannungen miteinander? Macht so keinen Sinn, da sollte man schon Wh nehmen. Dann merkst du auch das dein angenommener "Kapazitätsverlust" so nicht stimmt.

Wenn möglich würde ich ein angepasster Akkupack immer einem Wandler vorziehen. Es sei denn du bist wirklich auf die konstante Ausgangsspannung angewiesen.

v.tennison
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 09. Sep 2020, 18:29

RoA (Beitrag #4) schrieb:

https://www.amazon.d...d=1599632737&sr=8-10

Amazon zeigt dir auch gleich dutzende Alternativen, teilweise auch mit vielen positiven Bewertungen, z.T. versandkostenfrei.

Vielen Dank für deine Tips und Erfahrungswerte.
Ich werde tatsächlich mal den ein oder anderen Step-Up von Amazon testen, bevor ich sämtliche Akkupacks umbaue.
Ich berichte dann, welche Lösung mir dann final als die beste erscheint und warum.

LG

v.tennison
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 09. Sep 2020, 18:35

vVegas (Beitrag #5) schrieb:

v.tennison (Beitrag #1) schrieb:

Hi,

danke für deinen Hinweis bzgl. der Wh, aber das wurde ja weiter oben bereits geklärt.

Zum zweiten Punkt:

Ich ziehe grundsätzlich auch den angepassten Akku vor.

Ich hatte jedoch Bedenken bzgl. der Leistung des Amps bei abfallender Spannung.
Es soll ja möglichst auch am Ende noch guter Sound aus den Boxen kommen und ich möchte Clipping vermeiden, so gut es geht.
Da man zu späterer Stunde meistens auch etwas getrunken hat, wird da vermutlich niemand mehr aufgrund der niedrigen Akkuspannung die Lautstärke runterregeln, eher umgekehrt. Je später, desto lauter. Daher wäre die konstante Spannung schon interessant.

Hinzu kommt natürlich der Arbeitsaufwand für das Umbauen der Akkus.

Es hilft nichts, ich werde nicht um mehrere Tests herumkommen...

MK_Sounds
Stammgast

#8 erstellt: 11. Sep 2020, 08:53

v.tennison (Beitrag #3) schrieb:

Was nutzt du mittlerweile, wenn du die China-Böller nicht mehr verwendest?

Ausschließlich Eigenentwicklungen.

Ich werde ggf. erstmal einen 6S2P bauen und schauen, wie weit ich damit komme, bevor ich alle Akkus umbaue.

Ich finde 6s3p oder 6s4p praktischer wie mehrere Akkus mit weniger Kapazität. Muss man weniger wechseln. Kommt aber natürlich auch auf den vorhandenen Bauraum und den Anwendungszweck an.

Ein TPA3116-Board, das bei 8 Ohm Anschlussimpedanz nicht klaglos bis 30 V (Absolut max rating des Chips) funktioniert ist eine Fehlkonstruktion und schlicht schlampig entwickelt!
An 4 Ohm kommen solche Chips ggf. an ihr thermisches Limit und deswegen wird oft die zulässige max. Spannung begrenzt (z.B. 21 V).
Zumindest bei den Elkos steht die max. Spannung meistens drauf, dann kann man das wenigstens überprüfen.

RoA (Beitrag #4) schrieb:

Der hier würde bereits locker reichen, nur zur Anregung:

https://www.amazon.d...d=1599632737&sr=8-10

Diese Empfehlung halte ich mit Verlaub für ausgesprochenen Unsinn. Es ist unlängst bekannt, dass diese Module zum einen nicht ansatzweise die angepriesene Leistung bringen können und zudem EMV- und Sicherheitstechnisch äußerst bedenklich sind (Ausgangsspannung liegt am Kühlkörper an etc.).

v.tennison (Beitrag #7) schrieb:

Ich ziehe grundsätzlich auch den angepassten Akku vor.
Ich hatte jedoch Bedenken bzgl. der Leistung des Amps bei abfallender Spannung.
Es soll ja möglichst auch am Ende noch guter Sound aus den Boxen kommen und ich möchte Clipping vermeiden, so gut es geht.
Da man zu späterer Stunde meistens auch etwas getrunken hat, wird da vermutlich niemand mehr aufgrund der niedrigen Akkuspannung die Lautstärke runterregeln, eher umgekehrt.

Es gibt Verstärkerchips, die diesen Fall im Akkubetrieb mit einem dynamischen Limiter abfangen können. Ansonsten würde ich versuchen das mittels DSP zu lösen. Ich denke da könnte man mit Spannungsteiler und einem Aux-ADC durchaus etwas zusammenbauen.

Kay*
Inventar

#9 erstellt: 14. Sep 2020, 15:47

Da meine Boombox teilweise für mehrere Tage im Outdoor-Einsatz ist, muss ich möglichst viel Kapazität bei ausreichend Leistung sicherstellen.

24V-Bleiakku und ein effektiverer Class-D

Exploding the Efficiency Myth of Class D Amplifiers

v.tennison
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 15. Sep 2020, 13:22

MK_Sounds (Beitrag #8) schrieb:

v.tennison (Beitrag #3) schrieb:

Was nutzt du mittlerweile, wenn du die China-Böller nicht mehr verwendest?

Ausschließlich Eigenentwicklungen.

Ich werde ggf. erstmal einen 6S2P bauen und schauen, wie weit ich damit komme, bevor ich alle Akkus umbaue.

Ich finde 6s3p oder 6s4p praktischer wie mehrere Akkus mit weniger Kapazität. Muss man weniger wechseln. Kommt aber natürlich auch auf den vorhandenen Bauraum und den Anwendungszweck an.

RoA (Beitrag #4) schrieb:

Der hier würde bereits locker reichen, nur zur Anregung:

https://www.amazon.d...d=1599632737&sr=8-10

v.tennison (Beitrag #7) schrieb:

Für Eigenentwicklungen fehlt mir leider noch eine Menge Fachwissen.
Vielleicht werde ich irgendwann mal die Zeit dafür haben.
Auch das Thema DSP und LS-Messung werde ich künftig mal angehen.

Mit den Akkus hast du natürlich recht, werde aber zu Testzwecken erstmal möglichst wenige Zellen umbauen.
Wenn das erfolgreich war, werden es vermutlich 6S3P oder 4P.

Meine LS haben tatsächlich 4 Ohm, aber mal sehen. Die Verstärker sind heute gekommen, ich schau mal nach, was auf den Elkos steht.

Bzgl. der Empfehlung zum Step-Up... Ich vermute leider auch, dass die meisten Teile Schrott sind.

Danke nochmal für deine Zeit und Tips, ich berichte in Kürze!

v.tennison
Ist häufiger hier

#11 erstellt: 15. Sep 2020, 13:25

Kay* (Beitrag #9) schrieb:

Da meine Boombox teilweise für mehrere Tage im Outdoor-Einsatz ist, muss ich möglichst viel Kapazität bei ausreichend Leistung sicherstellen.

24V-Bleiakku und ein effektiverer Class-D

Exploding the Efficiency Myth of Class D Amplifiers

Ich komme von Bleiakkus, die irgendwann aufgrund schlechter Handhabung platt waren.

Aus Platz und vor Allem Gewichtsgründen bin ich extra auf Li-Ion umgestiegen.

Ein Wechsel zurück zu PB ist erstmal nicht geplant, da das Sound-Modul der Boombox klein und handlich bleiben soll.

Danke trotzdem!

Kay*
Inventar

#12 erstellt: 15. Sep 2020, 13:41

gut,
das mit dem Gewicht hatte ich oben nicht gesehen

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