こんにちは、manotchです。たびたびやってくるオーディオバッテリー電源沼。音聴いているとクリアーで生っぽく、やっぱりいいですねー。今回は少し深堀していきましょう!

写真は水素充電池の充電器です。これで充電していたら・・・。結末は後のお楽しみ!

■バッテリーの内部抵抗をグラフにしてみる

電源における内部抵抗ですが小さい方が電流供給能力が高くなり理屈としては音もいいはずです。ただ、理屈通りに行かないのもオーディオの面白い所です。という訳で個人的には理屈通りに数値が良くなり音も良くなったときは良いと考えています。理屈通りでないときは好みの範疇と考えます。(好みの範疇は大きい)

つまり、個人的な見解ですが特性が良く音も良いというのを目指すのが良さそうに思います。

こうして見てみるとLT3045による定電圧回路を通したときの内部抵抗はそこそこ低くみえます。一方、バッテリーは電池の種類によっては内部抵抗は少し大きいこともわかりました。アルカリの単一電池(エボルタネオ)では一本当たり0.238Ω程度で何本か直列に入れると1Ωを超えてきます。明るく華やかなイメージの音に思います。好きなんですが充電できないのでコスパは良くありません。

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この中で割と良かったのが、単三型ニッケル水素5本のバッテリー接続ですが内部抵抗は1本あたり0.119Ωと小さかったです。小型ですし安価なのでLT3045を入れて5Vに落として使うのはお勧めできると思います。

バッテリー直はいいんですが、電圧が合わない機器があるのが欠点です。定電圧回路を入れれば欠点を補えるわけです。どうもAC100V系から混入してくる様々なノイズが無いというのは音にも良い影響があるようです。これはバッテリーを使った電源のメリットでしょうね。

■精度よくバッテリーの内部抵抗を測定する

測定している内にもう少し精度よくバッテリーの内部抵抗を測定した方が良いと思いました。配線抵抗など無視が出来ないからです。そこでバッテリー1本を直で負荷抵抗に接続し配線をなるべく使用せずに測定を行いました。ばらつきをみるため2本づつ測定します。その結果がこちら!

■分かった事

・パナソニック水素充電池は31~47mΩとかなり内部抵抗が小さく優秀な感じ。
・パナソニックアルカリ電池は単一も単三も同じくらいの内部抵抗で189~380mΩくらいだった。
・電池の内部抵抗は電流増加で小さくなる傾向。
・複数の電池ボックスを接続する配線や電池ボックス自体の内部抵抗が意外と大きそう。

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■電池ボックスは音が悪いかも

ニッケル水素電池の内部抵抗が非常に低かったので分かったのですが、今までの結果から電池ボックスの配線抵抗(コンタクトの金具やマイナス側の渦巻きのバネなど含む)が結構大きいようです。

※配線ありの全体の抵抗から電池のみの抵抗を差し引くと4本直列で1.2Ω程度と算出

調べたら良いサイトを見つけたのでリンクを貼っておきます。電池ボックスの渦巻きバネの抵抗が大きいとか。板バネの電池ボックスの方が音が良いかもしれませんね。

チカラの技術 電池工作やプログラミング

https://power-of-tech.hatenablog.com/entry/2020/11/23/150638

電池ボックスのうずまきバネの抵抗が0.4Ωあるという事でこれでは水素充電池の内部抵抗の低さは生かされないことが分かりました。そこで電池ボックスの高音質化を検討してみます。実験用に作成したのがこちら!USBケーブル+銅箔電極t0.1mm×w15mm×8cmです。適当な電池の入れ物を作り銅箔電極を+と-に押し付けます。

音はふくよかになる感じで中々良さそうです。どうも接点(接触抵抗)とか増えると良くない感じです。パターンとかで実験すると分かるんですが音がきゅっと詰まる感じが出た記憶があります。という訳でクランパーも購入。

クランパーは日本製のものを購入。重量感がありしっかりしたつくりで中々良かったです。これは使い勝手も良かったしお勧めできると思います。簡単に固定と開放が出来ます。スピーカー自作などに使います。(普通は)

■オーディオに超ローノイズ電源は必要か(嫁の結論)

さて、ニッケル水素充電池が中々良かったのですがここで充電しておきましょう。電池を充電器にセットしてっと・・・。

『嫁』これ何置いてんの?
『ワイ』水素充電池を充電しているんだよ
『嫁』電池?何に使うの?
『ワイ』オーディオの電源
『嫁』何で電池を使うの?
『ワイ』音が良いんだよ
『嫁』え?訳わかんない  

嫁の結論:超ローノイズ電源は不要(完)

全国10人以上いると思われるバッテリー愛好家の皆さん!何か言ってやってください!

・・・と、Xでつぶやいていたところ、バッテリー愛好家の皆さんのいくつか投稿がありました!良かった良かった。一例ですがなんでも電源6台オールバッテリーとか。気持ちわかりますね。嫁に見せてやりたいです(苦笑)

※使った充電器はコレ↓ 安心のパナソニック製。充電器など安全性を重視していますのでこういうのは純正が一番と思います。ニッケル水素電池やエネループに対応しています。

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■リポバッテリーの内部抵抗を測定

それから、リポバッテリー(Zeee 7.6V 4000mAh)も購入してみました。電池も色々あって面白いです。7.6V/0.759A時の内部抵抗は26.3mΩでしたので水素電池より更に内部抵抗は小さく優れた特性でした。

負荷抵抗を接続してレギュレーションを測定する様子です。

ただ、WiiM Proに直接接続できないのでLT3045を経由して5Vに落として聴いて見ます。

確かに低音から安定感があって皆さん良いっておっしゃるのは頷けます。しかし、ショートなどの扱いが難しいので対策を考えないと怖くて使えないですね。

それから一回間違えて7.6Vを直で入れてしまったんですが、何とWiiMは過電圧プロテクトが付いているようで電源ランプが切れた状態になります。恐る恐る再度5Vをつないでみたら無事音が出ました。あー良かった。こういうのは自己責任で。くれぐれも気を付けて実験しましょう(笑)

今日はここまでにします。最後までお読みいただきありがとうございました。

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By manotch

■自己紹介 manotch まのっち ■職業 以前、オーディオメーカーで回路設計と音質チューニングにたずさわってきました。専門はオーディオ用パワーアンプ、AVアンプ、デジタルアンプ、スイッチング電源など。現在もエンジニアとして仕事をしています。 開発経験DC~110GHz。