Clean Regulator
Photograph:Hassy@MetaDesignWork
(C)2019 Hassy All Right Reserved
  
理想のクリーン電源


*費用記載は暫定費用 (税別)です。
  (ご依頼時期の部品部材費用にて変化します)


以下に少し記載してますが
MiscParts.html#Battery

何故5BandEQ Tiny仕様を製作しようと思ったのかの
理由の一つに、バッテリー駆動も構想に有りました。
5BandEQTiny.html


そもそも何故バッテリー駆動するのかは

・ポータビリティ・汎用性等
   (電灯線/発電機無い屋外でも停電時でも使用可能)
・乾電池/鉛蓄電池(Car Battery)/太陽電池等各種対応
・ハム/インバーター他あらゆる電灯線ノイズフリー


デメリットとしては

・乾電池/バッテリー等かさばるし重い
・ランニングコスト要する(特に乾電池)
・交換や充電が面倒
・システム次第の初期コスト要する

等が有ります。


メリットとデメリットの何を優先するのか次第ですが、
音の面からは圧倒的に

[理想のクリーン電源=バッテリー駆動]


元々の電灯線系ノイズ次第ですが、S/Nが少なくとも
10dB以上の改善が望め自動的にダイナミックレンジも。

電源は全てのエネルギー源として水に例えると、濁った
水源は様々な処理で一応飲用可能と成りますが、除去
出来ない汚染物が各種残るのに対し、澄んだ清浄な水源
はそのまま飲用可能等電源ノイズも同様に、電灯線に
載った様々なノイズは全てを除去出来ず音を濁すのに
対し、理想のクリーン電源=バッテリー駆動は一切の
ノイズ含ま無いので音を濁さず、理想のエネルギー源。

多くは経験した事無いと思われますが、電源系ノイズが
一切含まれ無いので、例えば澄みきった音や、音の濁り
や不快な成分が皆無な非常に心地よい音に改善されます。




当方特注機器類やUrei等一部業務機器類は内部駆動
DC+/-18V (一部DC+/20VやDC+/-24V機器も) なので 、
これをバッテリー駆動する為には通常DC+/-24Vの
外部電圧供給を要します。

(技術的内容は省略しますが、駆動電圧+/-3V以上で
正常動作するので、最低限DC+/-21Vにバッテリーの
電圧降下する迄・DC電圧供給では更にマージン有る
ので、電力消費に伴い電圧降下する乾電池の場合、
恐らくバッテリー容量の80%程度 個々が1.2V/@迄
実用的ですし、鉛蓄電池の場合大きく電圧降下しない
ので、理論上は充電された容量全てを利用出来ます)



外部電源対応では無い機器の場合その為の仕様変更
を要しますが、一式¥10.000よりと成ります。

(電源回路部の一部仕様変更・外部電源用コネクタ他・
内部電源トランス等との自動切り換え機能を要する
場合+¥10.000-)


機器類の仕様変更を行わない場合、正弦波方式の
Lo Noise インバーター/UPSなら使用可能です。

(原理としては60Hz正弦波発振器+AC PowerAmp
+昇圧絶縁トランスで、低容量なら部品部材原価
数万程度でのAudio対応機器も製作可能ですが、
手頃で許せる既製品が有るなら恐らくその方が安価

・・・1台程度は試作してみたいですが、数万程度
だと恐らくAC100V 1A /100W程度が限界でしょう
・工賃含め一式¥50.000越えるので結構高価・・・

昇圧トランスによる歪みは別として、PowerAmp
出力迄は歪率0.1%やS/N -80dB以下程度の圧倒的
Lo Noiseや、音としてだと基本的に心地よい音)

それに外部からDC12V等バッテリーで電源供給。


この場合一旦AC100Vに昇圧して再度定電圧回路で
電圧落とす無駄な処理で、数割が無駄に熱と成る
ので良くて変換効率 (力率)4割程度と成ります。

つまりバッテリーの4割しか有効に使えず、残り6割
無駄に消えます・・・なので理想は直接バッテリー
電圧をそのまま利用する、[直流駆動]なのです。


機器の定電圧回路を経由させず、直接バッテリーで
機器の内部回路を駆動しても良いのですが (一番ロス
が生じ無い力率100%の高効率なのと、音質変化は別
として、回路が動作するぎりぎりの電圧降下迄乾電池
やバッテリーを有効に使う事が出来ます)、

ただバッテリーの電圧降下/変化で音が変化するのと、
誤接続等で回路破壊も有り得る為、それらの理由から
お勧めは出来ません (ご要望なら対応可能ですが)。



尚リチウムイオン電池は発火爆発リスク含め扱うの
難しいのと、ニッカドやニッケル水素電池は必要な
電圧や充電方法が面倒なので、以下アルカリ乾電池
と車等DC12Vの鉛蓄電池のみ記載します。

先のDC24V (+/-24V)にする為には
・乾電池 DC1.5V *16 (32) 個
・バッテリー DC12V *2 (4) 個

の組合わせを要します。



仮に機器の電力消費が2Wの場合 (DC+/-18V 55mA)
(5BandEQ Tinyがその程度・DJ Mixer等は通常5W
程度よりなので、以下の半分以下と成ります)


(以下乾電池費用は最寄りデイスカウントストア価格・
その他ノウハウはご依頼戴く方へのみご案内します)

AM-3  (120mA前後) 精々2時間 ¥900-
AM-2  (300mA前後) 5時間強程度 ¥3.200-
AM-1  (600mA前後) 10時間強程度 ¥3.200-

(総容量としてはそれぞれ5.8W/14.4W/28.8Wですが、
電圧降下する為Audio用途では8割程が使える範囲の為、
上記はその概算計算値を記載してます)

(乾電池容量は1990の一般的特性より
種類/価格によりますが今日数割アップ)
 
2h/day使用では
AM-3  1日のみ
AM-2  2日強程度
AM-1  5日強程度

(ここでは過渡的電流消費への対応は考慮せず・・・
当然電力的余裕有るAM-1が一番優れLoの迫力等も

電池類は自然放電も少し自己回復もする為、連続
使用より間欠使用の方が通常長持ちします・・・

最近のアルカリ乾電池は保存寿命10年の製品も
有りますが、使用した電池の残存容量がどの程度
維持されるかの保証は、流石に無いでしょう)


DC12Vバッテリー (1度のフル充電にて)
(同じく機器の電力消費が2Wの場合)

1Ah  48W  24h相当  2h/dayの場合12日強程度
5Ah  240W  120h相当  2h/dayの場合60日強程度
10Ah  480W  240h相当  2h/dayの場合120日強程度

以上ランニングコストと電池交換や充電の手間、質量
やサイズから総合して何れかを選択します。


当方は必要に応じて各種使用しますが、ここでは

・AM-3 の場合8本用電池ホルダー使用
  (DC+/-24Vの場合4セットと専用変換ケーブル)

・AM-1 の場合電池ホルダー無い為、一旦DC12V
  ブロックに布ガムテ固定の上端子ハンダ付け直結*4

  その仕様でのご提供可能ですが、かなりの手間なので
   一式¥10.000-と成ります (変換ケーブル付属)



以下乾電池付属せずにて

AM-3 セット 一式¥6.000-
(AM-3*8ホルダ*4・変換ケーブル・簡易ケース)

AM-1 セット 一式¥12.000-
(AM-1*4ホルダ*8・変換ケーブル・アルミ板ベース
30Cm*20Cm*厚み8Cm程度)

初回のみ仕入れ原価で乾電池付属の場合
AM-3セットの場合 ¥7.000-
AM-1セットの場合 ¥15.000- 

でのご提供可能です。
(調達や梱包の手間等から、初回のみ)


バッテリーケアセット 一式¥3.000-
・固定PPテープ (電池固定用等)
・バッテリーチェッカー (解りやすい仕様検討中)
・接点洗浄保護ワイパー (導電性改善)
・簡易ライト (使用済み電池有効活用の為)

乾電池類にはバラツキが存在しており、他より早く
/遅く消費する物が有ります。又電池ホルダー接点
との接触状態でもかなり変化します。

面倒では無いのは一定時間毎一括交換ですが、未だ
Audio用や、80%を切って後もLED Lightを長時間点灯
させる事が出来る状態で捨てるのは相当勿体無いので、
それらの為のケアセットです (私自身各種使用してます)。


簡易ライトはAM-1*4ホルダにLED直固定の為、見た目
は考慮してません・・・電球色3W LED 20lm/200lm等。

仕様未定・・・どちらでも作れますが、輝度と持続時
間は反比例の関係なので用途次第にて・・・これは
停電や震災時にも有効活用出来る事も考慮してます。

同時ご依頼ならほぼ原価の¥1.500/@で追加可能です。
(通常だとミニマム¥3.000-/@程度と成ります)


災害時用としては他にスマホ充電用セットも製作可能
ですが、使用済みAM-1*8と降圧型DC+5V電源により
MicroUSBコネクタ出力にて、同時ご依頼ならやはり
ほぼ部品部材原価の¥2.000-にて製作可能です・・・
(通常だとミニマム¥4.000-/@程度と成ります)

私自身これらスマホ充電とLEDライトを組合わせ、
乾電池容量を完全に使いきる効率的使用してます。

(スマホ充電等では、何らかのトラブル発生時の
責任問題生じる為、使用は自己責任と成ります
・・・「自己責任」が理解出来ない方は、PL/賠償
責任保険付きの市販品を使うべきです)



*以下バッテリー類等は、通常使用と充電接続が簡単に
  出来る仕様に接続コネクタ/ケーブル取り付け済み。

  0.1C定電流 充電(標準充電) 等技術的事項は省略します。
 

バッテリー 1Aセット

基本セット 一式¥22.000-
・DC12V 1A バッテリー*4  2.5Kg
・接続変換ケーブル
・出力/充電インターフェース
   (太陽電池対応・標準0.1C15h定電流充電
  バッテリー接続変更要さず充電切り換え機能)
・充電用電源回路/アダプタ

オプション
・交換用バッテリー +¥8.000/4pcs
・太陽電池パネル12W +¥6.000-
  (理論上1A*4pcsを4時間から15時間で満充電)
・充電コントロール仕様 +10.000- (予定)
  (1C/0.5C急速充電+0.1C定電流自動制御等)


バッテリー 5Aセット

基本セット 一式¥28.000-
・DC12V 5A バッテリー*4  10Kg
・接続変換ケーブル
・出力/充電インターフェース
   (太陽電池対応・標準0.1C15h定電流充電
  バッテリー接続変更要さず充電切り換え機能)
・充電用電源回路/アダプタ

オプション
・交換用バッテリー +¥14.000/4pcs
・太陽電池パネル30W*2 +¥20.000-
  (理論上5A*4pcsを4時間から15時間で満充電)
・充電コントロール仕様 +15.000- (予定)
  (1C/0.5C急速充電+0.1C定電流自動制御等)


バッテリー 10Aセット

基本セット 一式¥48.000-
・DC12V 10A バッテリー*4  20Kg
・接続変換ケーブル
・出力/充電インターフェース
   (太陽電池対応・標準0.1C15h定電流充電
  バッテリー接続変更要さず充電切り換え機能)
・充電用電源回路/アダプタ

オプション
・交換用バッテリー +¥22.000/4pcs
・太陽電池パネル50W*2 +¥30.000-
  (理論上10A*4pcsを5時間から15時間で満充電)
・充電コントロール仕様 +20.000- (予定)
  (1C/0.5C急速充電+0.1C定電流自動制御等)



初期費用 (オプション無し)

・AM-1 ¥15.200-
・バッテリー1A ¥22.000-
・バッテリー5A ¥28.000-
・バッテリー10A ¥48.000-


ランニングコスト
 (2W*10h/day換算にて・¥10/1KW換算

DC12Vバッテリーも電圧降下はしますが、基本的に
DC12Vの電圧維持される為、容量100%利用できる
前提での算出です・・・又AM-1乾電池基準にて、
2W*10h/日 辺りの電気代算出を行って有ります)


5day
・AM-1 ¥12.800-
・バッテリー1A ¥1-
・バッテリー5A ¥1-
・バッテリー10A ¥1-

10day
・AM-1 ¥28.800-
・バッテリー1A ¥2- 既に乾電池より安価
・バッテリー5A ¥2- 既に乾電池より安価
・バッテリー10A ¥2-


以降バッテリー類は全て乾電池より安価

30day
・AM-1 ¥92.800-
・バッテリー1A ¥6-
・バッテリー5A ¥6-
・バッテリー10A ¥6-

100day
・AM-1 ¥316.800-
・バッテリー1A ¥20-
・バッテリー5A ¥20-
・バッテリー10A ¥20-

以降
・AM-1 ¥3200/10h日基準にて

・バッテリー1A 48VA/W¥0.2/10h
  (48W  ¥0.5/24h より10h辺り
  フル充電辺りの電気代¥0.5/24h相当)

・バッテリー5A 240VA/W¥0.2/10h
  (240W  ¥2.5/120h より10h辺り
  フル充電辺りの電気代¥2.5/120h相当)

・バッテリー10A 480VA/W¥0.2/10h
  (480W  ¥5/24h より10h辺り
  フル充電辺りの電気代¥5/240h相当)


初期費用と充電の頻度や諸々から、バッテリー5A仕様
 (一月一度フル充電で240W・電気代は¥6/月程度) 
が一番お勧め出来ます。次いで1A仕様でも。


太陽電池は導入コストと電気代の兼ね合いで、損傷含め
殆どは元が取れませんが、屋外で使用するなら有れば
便利程度です・・・予備バッテリーは、経年劣化する為
一定期間 (最長でも数年毎) での交換を要します。


太陽電池は勿論停電/震災他災害時に有効活用出来るので、
そう言う意図で予め用意する事もお勧めします・・・

個々のバッテリーを充電させる最低限規模なので、容量
次第での使い方に限られますが・LEDライトやスマホ他
充電用等各種・・・災害用なら安価な汎用インバーター
も有効活用出来ます・そう言う面もご相談下さいませ。



この内容の趣旨からは離れますが、ご要望なら所謂
モバイルバッテリー (USB DC5V 2A/@出力・10A等)
から、DC+/-24Vを生成する電源回路製作も可能です。

(ざっと回路検討しましたが
DC+/-24V 125mA 6W仕様にて¥20.000-より仕様次第
DC+/-24V 250mA 12W仕様にて¥30.000より仕様次第

何れも高周波ノイズフィルター搭載・専用接続/変換
ケーブル付属・・・ハウジング等仕様次第で費用上昇

・・・モバイルバッテリーは通常個々にDC5V2A出力
の為、内部DC/DCコンバーターの容量Max10W/@から、
6W仕様は1系統で対応可能ですが、12Wの場合DC/DC
コンバーターの余裕から2系統を要すると思われます)

但しモバイルバッテリー自体も、既に内部リチウム
イオンバッテリーのDC3.7VをDC5Vに昇圧するDC/DC
コンバーター=スイッチング電源が搭載されており、
又5VからDC+/-24V変換も複数のDC/DCコンバーターを
使用する為、最低限のノイズフィルターは搭載しますが、

可聴域にそれなりのノイズが載り音の悪化が生じます。
(個々のスイッチング周波数は異なる為、所謂ビートで
より複雑な可聴域ノイズ成分と成り、除去不可能です)

又大容量モバイルバッテリーは充電含め扱いが難しく、
当方からのご提供等は出来ません・・・発火爆発リスク
含め、全て使用する方の自己責任と成ります。


Mobile Battery等に関しては以下にて。
MobileBattery.html


諸々の具体的導入を検討される方は、ご相談下さいませ。


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