comparatif alimentions linéaires ou à découpage

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comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby triode82 » Wed Oct 21, 2015 9:58 am

Bonjour,

les alimentations à découpage sont de plus en plus utilisées dans les produits Audio du commerce.
des progrès ont été réalisés depuis leur apparition, je suppose.
ma question est la suivante:

sur un même produit (amplificateur) en DiY ou du commerce, y a t-il parmi vous des personnes qui ont essayé ces 2 types d'alimentation?
si oui, quelles sont vos conclusions?

Merci pour vos réponses

Bernard
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby jacques_92 » Sat Oct 24, 2015 12:14 pm

Bonjour,
Sur un premier ampli je suis passé d'une alim linéaire aux batteries puis à une alim à découpage bas de gamme et tout à fait classique. Pas mal de parasites entendus sans le signal audio. Avec un petit filtrage LC derrière tout est entré dans l'ordre : c'est très bon. Je signale que l'alim est dans un second boitier, à distance. Un peu plus de transparence avec les batteries mais à peine... Pas vraiment de différence audible entre alim linéaire et la version à découpage+filtrage LC.
Sur un second ampli à MOSFET HT + Transfo de sortie, j'ai testé une alim à découpage "resonnante" haute-tension de 200V. Aucun bruit de fond. Le résultat est excellent. Mais je n'ai pas comparé avec une alim 200V linéaire...
Fait un petit essai pour te faire ton idée !
Cdlt. Jacques
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby triode82 » Sun Oct 25, 2015 12:05 pm

Bonjour,

Merci pour cette comparaison intéressante.
Dans ton premier comparatif, l'alim à découpage avec filtrage LC ne déshonore pas.
Car le cout entre les 2 types est très différent, sans parler du poids et de l'encombrement.

J'ai ouvert ce post car j'avais réalisé il y a quelque temps des blocs mono pour des Amis à base de TA3020.
je leur avait adjoint une alimentation linéaire en respectant les préconnisations de Francis, à savoir:

- 1 transfo par rail d'alimentation, redressement par diodes schottky, filtrage CLC ( 22000uF en tete, SELF, 80000uf en aval de la self en Mundorf)
les résultats obtenus étaient très bon ( silence, dynamique, rapidité sur les transitoires, excellente tenue du grave)
mais le cout d'une telle alimentation est élevé.

si l'on obtient aussi bien avec une alim à découpage suffisamment dimensionnée, d'un cout nettement moins élevé, pourquoi s'en priver.
n'ayant plus ces appareils à ma disposition, je n'ai pu faire de comparatif.

Si l'une ou l'autre des 2 technologies est supérieure en Audio, Y a t'il une explication technique à ce choix?
peut être Francis pourra nous apporter ses lumières ???

Bernard
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby pierre26 » Sun Oct 25, 2015 1:06 pm

Bonjour à tous
c'est un sujet intéressant en effet , car nul doute que dans un avenir proche la plus part des appareils seront équipés de ces alimentations ;

Pierre
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby jaja75 » Sun Oct 25, 2015 9:12 pm

Bonsoir

Une alim à découpage peut être vue comme un transfo délivrant un secondaire à 400 ou 500 kHz.

Les régles usuelles de redressement et filtrage s'appliquent, avec l'avantage de redresser/filtrer une fréquence 10 fois plus grande que celle du secteur, appelant donc, toutes choses égales par ailleurs, des capacités 10 fois plus faible d'où "exit" les capa "chimiques".

Après, on peut foirer le design d'une alim classique comme celui d'une alim à découpage...

Jean
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby francis ibre » Sun Oct 25, 2015 9:57 pm

Bonsoir à tous,

j'ai eu en réparation un BSS 366, filtre actif numérique de très haut de gamme.
Son circuit d'alimentation avait dégagé... ça m'a donné l'occasion d'en faire un schéma partiel, juste de quoi comprendre comment ça marche, enfin : comment ça "aurait dû" marcher...

Simple :
- on redresse directement le secteur, et on filtre avec un chimique de 330 µF / 450 V.
- puis on découpe avec un MOS, c'est lui qui avait fumé, mais il n'était pas la cause, juste la conséquence !
- ce MOS attaque le primaire d'un transfo : il lui fournit un courant "rectangulaire", découpé à 20 kHz
- au secondaire du transfo (tout petit) on obtient plusieurs tensions, de 15 (2 fois) de 8 et de 5 V...
- chacune redressée simple alternance et filtrée CLC
- asservissement de la tension de sortie par couplage optique commandant la fréquence de découpage (MLI)

Toute cette partie de l'alim est ridiculement petite, surtout le transfo : comme il travaille à 20 kHz et non 50 Hz son noyau peut être dimensionné très petit : le flux B est inversement proportionnel à la fréquence !

Derrière cette alim à découpage, on trouve plusieurs régulateurs distincts, un par circuit ou presque, avec en sortie des condos de découplages chargés de fournir les courants modulés, ces condos étant placés au plus près des circuits qu'ils alimentent.
On retrouve donc une architecture très audiophile : régulateurs séparés, condos de découplages, tout ça est très bien pensé en considérant les "courants" et pas seulement la tension.
Mais en amont, rien d'audiophile : l'alimentation à découpage est fortement inspirée du matériel informatique !

Et la panne ? le premier chimique tout simplement !
Il ne filtrait plus rien... le MOS avait donc sur sa source une tension redressée non lissée, à chaque alternance sa tension Vgs passait en négatif, il claquait directement... en claquant il a aussi entrainé le transfo dans sa chute...

Panne très rare, ce type d'alim est quand même ultra fiable.
Silence : oui, rien à signaler, la partie découpage est située derrière un écran de blindage. Arrêter un champ rayonné à 20 kHz est infiniment plus facile qu'un champ à 50 ou 100 Hz !!!
Qualité audio ? elle ne dépend que :
- des régulateurs de sortie et surtout de leurs condos de découplage en sortie...
- de la séparation des divers étages d'alim : pas d'alim partagée !
- du bon routage des masses : courants modulés refermés localement...

Francis
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby triode82 » Mon Oct 26, 2015 3:22 pm

Bonjour à tous,

Francis, si je résume ton message,les critères à retenir sont les suivants:

"Qualité audio ? elle ne dépend que :
- des régulateurs de sortie et surtout de leurs condos de découplage en sortie...
- de la séparation des divers étages d'alim : pas d'alim partagée !
- du bon routage des masses : courants modulés refermés localement..."


elle ne dépend donc pas de la technologie utilisée en amont (découpage ou linéaire).
je le conçois pour des alims régulées et des courants faibles.

Dans le cas du TA3020 en pont ( ou tout autre ampli en classe D ou T), les alimentations puissance ne sont pas régulées.
doit-on appliquer la meme règle ( 10.000uf par Ampère ) si l'on utilise une alim à découpage que pour une alim linéaire?
ou peut t-on appliquer la règle de Jaja 75, à savoir:

" Les régles usuelles de redressement et filtrage s'appliquent, avec l'avantage de redresser/filtrer une fréquence 10 fois plus grande que celle du secteur, appelant donc, toutes choses égales par ailleurs, des capacités 10 fois plus faible d'où "exit" les capa "chimiques"."

à ce propos, je pense que 10 fois la fréquence secteur est une erreur de frappe, ce qui correspondrait à 500Hz et non 500KHz.

Sur le modèle réalisé, j'avais placé des condens Mundorf Mlytic de 10.000uf au plus près des consommateurs, soit les transistors de puissance, et ce pour chaque polarité, le reste du filtrage étant dans le boitier d'alimentation extérieure.

mais ces transistors ne fonctionnent pas en classe A ou AB, le choix de ce type de condensateur (Mlytic) est t-il justifié sur ce type de circuit?

Merci pour vos éclaircissements
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby francis ibre » Mon Oct 26, 2015 4:00 pm

Bonjour Bernard,

tu as bien résumé.
Et en effet, la technologie utilisée en "amont" dans une alim n'influence le résultat que par deux aspects :

- les bruits propagés par rayonnement
- son impédance, vue des étages de sortie des alimentations : si trop élevée, la tension va pomper sur les appels de courant, et la sortie sera perturbée



triode82 wrote: je le conçois pour des alims régulées et des courants faibles.


Pourquoi seulement "courants faibles " ?
L'idée, très bien expliquée par D. Jacovopoulos dans ses articles sur les amplis Freddy ou Hexo, est de séparer la fonction lissage de la fonction courants modulés.

- Le lissage est obtenu en chargeant un condo avec des courants redressés : que ce courant soit issu d'un redresseur 50 Hz ou d'un découpage à X khz, je m'en fous, ce qui m'intéresse c'est de lisser une tension sur un condo, et qu'aucun courant modulé audio ne passe par ces composants ni même dans la piste de masse de ce section...

- les courants modulés sont obtenus depuis un autre condo, qui lui ne voit pas la moindre trace des courants redressés, et qui est maintenu chargé par n'importe quel éléments capable d'établir un découplage (au sens strict) entre les deux fonctions, tout en assurant le transfert de l'énergie : ça peut être une simple self, ou bien un stabilisateur, ou un régulateur, linéaire ou pas...
La self, par son impédance variable avec la fréquence, joue exactement ce rôle : elle transfère l'énergie en continu et très basses fréquences (enveloppe du signal modulé) mais elle "sépare" les circuits aux fréquences audio.


Alors 10000 µF par ampère : c'est une loi simple qui permet de dimensionner une capacité de filtrage suffisante pour que l'ondulation (de tension) soit acceptable à ses bornes.
C'est un strict minimum en audio...
On peut appliquer cette règle pour les alimentations des filaments des tubes par exemple.
Mais dès qu'on parle du condo de sortie d'une alimentation, c'est à dire celui qui délivre les courants modulés audio, les exigences sont différentes :

- la taille du condo DOIT être suffisante pour que son impédance soit la plus basse jusqu'aux plus basse fréquences à transmettre !
- Elle doit donc rester inférieure à celle qui se trouve en amont : la self ou le régulateur...
- Si on est très exigeant, on va décider que l'impédance de ce condo DOIT rester inférieure à celle de la self, par exemple 0,5 ohms / 200 mH dans le cas de mon Kanéda
- Quel condo présente une impédance inférieure à 0,5 ohms, ceci même à 15 Hz ??
- C = 1/ (2 Pi RF) = 22000 µF

Parfois c'est plus sévère que ça, surtout si le condo suit un régulateur de très faible impédance : dans ce cas il est utile d'ajouter une R en série en sortie du régulateur !
ça parait débile au premier abord, mais c'est loin de l'être : on oblige ainsi le courant modulé à se refermer seulement par le condo, qui est la seule impédance non partagée ! ;-)

Par exemple, je mets souvent 1 ohm / 47000 µF derrière mes stabilisateurs : fréquence de coupure à 3 Hz, toute la modulation vient du seul condo.
Sur circuits à tubes, même chose, mais avec 100 ohms et 220 µF par exemple.
Ceci même si on ne module que 10 mA... La règle des 10000 µF par ampère nous donnerait alors 100 µF, tu vois qu'on est quand même pas trop loin ;-)


Maintenant, en ce qui concerne les "capacités dix fois plus faibles" : oui pour celles de lissage, c'est tout à fait logique : plus le courant redressé est à fréquence élevée, plus le condo de lissage peut être petit.
Mais on ne parle pas ici du condo de sortie : lui se dimensionne par son impédance en fonction de la fréquence.

Francis
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby triode82 » Mon Oct 26, 2015 4:55 pm

Merci Francis,

pour cette réponse méga rapide et très étayée.
mais ces constats s'appliquent t'ils de la même manière pour une amplification en classe D ou T?

Si tel est le cas, l'utilisation d'une alimentation à découpage en amont posera problème.
je m'explique: après avoir lu quelques datasheets sur ces alimentations à découpage, les constructeurs ne préconisent pas de charger ces dernières par des condensateurs de forte valeur, ce qui mettrait l'alimentation en protection au démarrage (surveillance tension et courant intégrée à l'alimentation).
une Self en amont suffira t'elle à contourner ce problème?

Bernard
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Re: comparatif alimentions linéaires ou à découpage

Postby jacques_92 » Mon Nov 02, 2015 8:05 am

Bonjour,
Il serait, je pense, interesant d'évoquer aussi la différence entre un alim linéaire et une alim à découpage en terme de courant de fuite !
Pour ce que j'ai pu consater (mon ampli étant une loupe dans ce domaine pour les équipements connectés en amont), la différence semble importante.
Une connexion de mon lecteur réseau sur mon réseau Ethernet, qui porte plusieurs équipements avec alim à découpage bas de gamme, rend ma chaine juste inécoutable.
Cdlt. Jacques
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