こんにちは、manotchです。電源沼楽しー!!。さて、この電源沼いつまで続くんでしょうか。バッテリー沼については概ね充電が手間になってくるとリニア電源とか充電がいらない電源に戻りますね。要するに飽きるまでです。(苦笑)

■オーディオの『栄養分』とは?

フォロワーさんが、栄養分というような事をおっしゃっていましたが、まさしくそれで、自分に当てはめると『バッテリーの栄養分』という所でしょうか。

時々この栄養分を吸収する必要があります。この言葉、応用範囲が広いです。例えば『アニソンの栄養分』とかです。皆さんもきっといろいろな栄養分が必要でしょう!(笑)

■嫁に見つかる前に撤収する

そこで、My New Gear.鉛バッテリーLONG 6V 7Ahお迎えしました。車載用は大きすぎるのでバイク用です。内部抵抗は6mΩとか。怖いのでヒューズを保険で入れて音を聴いて見ます。

この車載用バッテリーの良い所はスペックがきちんと記載されている所です。詳細はリンク先のカタログ等を確認して下さいね。

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電池の個数1 商品専用バッテリー 電池(付属)
ブランドKung Long
電池の種類密閉型鉛蓄電池
商品の推奨用途オートバイ
電圧6 ボルト
[ 20時間率容量 ]7(Ah) [ サイズ ]高さ94 ㎜ 幅34 ㎜ 長さ151 ㎜
端子形状:ファストン端子(F2)(No,250)

音ですが重心が低くていいですねー。しかし、なんか電池がゴロゴロ増えてきました。

じゃーん!!電池を並べてみました。嫁に見つかる前に撤収ーー。(爆)

ヒューズは入れるか迷いましたが以前ショートをやらかして怖かったので入れました。(泣)車の鉛バッテリーを自分で交換しようとしてスパナかなんかで一瞬ショートさせたのですがバチン!という音とともに火花が飛び散りました。凄いパワーです。逆に電流供給能力があるので音が良さそうとも言えます。

ヒューズは車載用の物を使用しました。リード線直付で使ってみました。色によって定格電流が分かるようです。

バッテリーと接続する端子の所はファストン端子を購入することで抜き差しできるようになります。480個入と書いてありますが、こんなに使うか謎です。

WiiM Proと接続して聴いて見ます。どっしりとした感じの音ですが中高音から上の方は少し出てこない印象です。鉛バッテリーの特性でしょうか。アンプなど使ってスピーカーを鳴らした場合なんかはもう少し印象が違うでしょうね。

バッテリー直の6Vを接続してみましたが過電圧プロテクトが働いて動作しなかったので前回作成したLT3045モジュールを通して5Vに落として聴いて見ました。(この辺は自己責任で)

■鉛バッテリーの電圧を落とす方法

鉛バッテリーの6V直だとWiiMProが動作しないので4Ωのメタルクラッド抵抗と470uFのRC回路を入れて電圧を5.3Vに落として動作させます。 接続はこんな感じです。

鉛バッテリーのプラス側にメタルクラッド抵抗4Ωを入れると大体、WiiMProは0.25A流れていますので1Vくらい電圧が落ちます。そのままだとリップルが乗るのでコンデンサを入れて電圧を平滑にします。

オーディオでよく使われるリップルフィルターと呼ばれる回路です。

この回路のいい所は定電圧回路を入れる必要がなくシンプルな所です。バッテリーとオーディオ機器の電圧が異なる時は試す価値があるんじゃないでしょうか。欠点は電圧を落とす分、まるまる損失になってしまう事です。そのため電流が大きくなる回路ではもったいないかも。とはいってもこの回路ですと0.25Wくらいなので微々たるものでしょう。

■バッテリー電源の音質を良くするには?

バッテリー一つでも分からないことが多いです。そこで、バッテリー電源の音質改善について考察してみます。文献を参考に鉛バッテリーの等価回路を推定してみました。

どうやら基本的に容量がとてつもなく大きいコンデンサと考えて良さそうです。写真の鉛バッテリーの直流抵抗はカタログに記載されている数値です。

6mΩということですが非常に小さく、優れた電源と言えそうです。抵抗値が低いほど電流供給能力が高く、安定した音になると思います。この辺までくると配線抵抗の影響が大きくなりそうでどこまで抵抗が小さいバッテリーが必要かは議論が必要そうです。

コイル成分は0.8uHと意外に大きそうなのでバッテリーを並列接続することはコイル成分を小さくし効果はありそうに思います。

コンデンサの成分は等価容量で10Fとしましたが文献によると100Ahの鉛バッテリーの等価容量が確か10F程度でしたので7Ahだとどうなるか良く分かりません。いずれにしろ極めて大きい容量ですね。

■周波数特性をシミュレーションする

バッテリー電源の音が良い理由ですが可聴帯域でインピーダンスが極めて低いこともありそうです。等価回路からインピーダンスを算出してみました。 先ほど求めた定数を入れてLTSpiceでシミュレーションしてみます。

可聴帯域で0.01~0.1Ω程度と推定(適当)しました。固体コンデンサもインピーダンスが低いですが並列接続しないとバッテリーまではいかなさそうです。

さあ、バッテリーの栄養分たまってきましたよー。むふー。今日はもう満腹です。

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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。