alim et filtre en PI

Le <a href="http://www.elektor.fr/bienentendu" target=_blank><U>livre</U></a> de Francis Ibre

Postby jice78 » Mon Nov 12, 2007 12:00 am

Bonjour,

En preambule, un grand Merci à Francis pour son ouvrage, je ressort le fer à souder... J'avais arrêté de faire évoluer mon système car un moment il faut aussi savoir mettre son argent dans des CD et écouter. Puis mon lecteur CD a rendu l'ame et après écouté et re-écouté des 10 même CD dans les auditoriums parisien, un Wadia861 a attéri dans mon salon et fait ressortir qu'il y a encore de la marge dans la quête audiophile... et voila comment on achete un livre, commande des filtres secteurs....

La modification de mes Alim sur des amplis Hexo2 & Hexo3 selon les suggestions de la page 246 me semble une voie pour progresser mais j'ai quelques questions sur les selfs.

Quel techno choisir ?
Des selfs pour filtre HP mais les valeurs sont faibles et l'encombrement consequent ?
Des selfs Filtrage 50Hz sur noyau style celle de Selectronic 80-5720 ?

Merci pour votre éclairage.

Jean-Claude
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Postby francis ibre » Mon Nov 12, 2007 12:00 am

Bonjour Jean-Claude,

désolé, ces selfs 80-5720 ne peuvent convenir : elles sont prévues pour filtrage secteur, avec deux bobinages en sens opposés afin de compenser le champ dans le noyau.
Elles sont prévues pour filtrage des parasites de mode commun, comme c'est d'ailleurs indiqué dans le catalogue.

Si vous les utilisez avec une tension et un courant continus, le noyau va saturer !
A moins que vous n'utilisiez un bobinage pour une alim (+35V par exemple) et l'autre bobinage pour l'autre alim (–35V par exemple) en inversant les sens de branchement des deux enroulements.

Dans ce cas, les ampères-tours continus de chaque enroulement vont se soustraire, et le champ dans le noyau sera nul, donc pas de risque de saturation !
Mais les ampères-tours alternatifs vont se soustraire eux aussi, et ça ne va donc pas filtrer grand-chose...

Non, les selfs que vous devez utiliser sont des modèles prévus pour un courant continu, donc avec un entrefer.
Inutile ici d'aller chercher des noyaux exotiques, les tôles EI en acier au silicium conviennent parfaitement.

Il faut simplement que ces tôles soient montées avec tous les I du même côté, séparés des E par une cale en carton qui définit l'épaisseur d'entrefer, à calculer en fonction de la taille du circuit magnétique et de la valeur du courant continu.

Tout bobineur digne de ce nom sait calculer et fabriquer de telles selfs, il suffit de lui indiquer la valeur d'inductance souhaitée, le courant continu correspondant, et la résistance ohmique maximale tolérable.
Par exemple, si vous demandez des selfs de 200mH sous 1A, avec R<0,5 ohms, le bobineur a tout ce qu'il lui faut pour la conception.

En retour il vous donnera les dimensions de la self obtenue, et son prix. Si ça ne convient pas il faudra viser plus bas...

Attention : c'est le courant maxi de crête qui risque de saturer la self !
Vous devez donc calculer ce courant, correspondant à la puissance maxi, sur l'impédance de charge minimale.

Par exemple si votre ampli sort 50W sur 8 ou 4 ohms, le courant maxi de crête débité par chaque branche d'alim sera :

I = 1,414 racine (P / Z) = 1,414 racine (50 / 4) = 5A

Vos selfs devraient donc supporter 5A sans saturer. Pour satisfaire cette condition, il vous suffit de demander des selfs passant un courant continu de moitié, donc 2,5A, ceci même si le courant de repos de votre ampli est nettement plus faible (classe AB).

Evidemment, avec un courant continu plus bas, disons de l'ordre de 100mA, la valeur de l'inductance va monter.
Par exemple, si vous demandez une self de 200mH sous 2,5A, il est prévisible qu'elle mesurera beaucoup plus (plus de 300mH)sous seulement 1A, et encore plus sous 0,1A !
C'est tant mieux, le filtrage n'en sera que plus efficace.

Vous pouvez demander un devis chez Hexacom, Acea, Lundahl, et même jeter un oeil aux catalogues proposés : il y a peut-être des selfs toutes faites qui correspondent à vos besoins, ce sera moins cher que du sur mesure.

Note : la cuve nest pas utile pour un montage à transistor, à mon avis. De simples étriers de fixation suffisent.

Cordialement
Francis'
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Postby jice78 » Mon Nov 12, 2007 12:00 am

Francis,

J'avais déjà remarqué la pertinence des reponses sur les autres sujets du forum: chapeau bas.

Mon problème semble se diriger vers une refonte complète du chassis pour caser ce petit monde.

Pour driver mes 38, j'ai deux hexo3 en mode bridgé par coté qui délivrent 200W sur charge 8ohm. En écoute normale on doit être très loin de cette valeur mais j'aime la sensation d'un pied de batterie qui arrive dans l'estomac comme dans un concert.

Selon la formule magique c'est donc un courant théorique crète de 10A qu'il faut supporter ... je me trompe ?

En mode bridgé, une self sur le rail + et une sur le rail - devrait suffire. Pas besoin de séparer les circuits G & D ?

Merci pour les suggestions de fournisseur mais sur catalogue les selfs d'alim sont plus adaptées aux courants rencontrés dans le monde du tube. Ca sent le sur mesure....

Cordialement
Jean-Claude
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Postby jice78 » Tue Nov 13, 2007 12:00 am

Bonsoir Francis,

Merci pour ces précisions.

Maintenant il faut trouver du temps pour bidouiller.

Cordialement
Jean-Claude
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Postby francis ibre » Tue Nov 13, 2007 12:00 am

Bonsoir Jean-Claude,

comme tu pourras le voir sur l'abaque ci-dessous, la fin de vie d'un condensateur se traduit par une diminution de sa capacité apparente et une augmentation de son impédance interne.

La diminution de capacité est difficilement décelable par une mesure, parce qu'on ne sait pas exactement à quelle valeur était le condo neuf... +50% / –20% sont des tolérances habituelles !

Quand la capa a baissé de plus de 20% on est sûr qu'il a un peu vieilli, c'est tout ce qu'on peut dire... mais un condo mesuré à +10% peut très bien être neuf, ou avoir 2000 heures de vol, alors que sa valeur neuf était à +40% !!!

L'impédance donne une indication plus fiable, car sa variation est énorme avec l'âge : jusqu'à +300% des valeurs de départ !
Autrement dit Z triple pour un vieux condo.

Mais il n'y a pas de montage simple pour la mesurer...

Alors ? On doit se contenter d'une estimation, basée sur plusieurs critères :
- température de fonctionnement, à mesurer avec un thermomètre, au contact
- rapport entre courant redressé efficace Ia et courant nominal In du condo
- type de condo : General Purpose, Long Life, High Temperature

Pour connaitre le rapport Ia/In il suffit de mesurer le courant efficace consommé par l'ampli, donc au primaire du transfo, et de le multiplier par le rapport des tensions primaire/secondaire.

Par exemple si tu as un transfo 230V / 25V, de rapport 9,2 et que tu mesures 1A au primaire, tu as Ia=9,2A au secondaire donc dans les condos de tête de filtre.
Si ces condos sont marqués I=15A alors le rapport Ia/In vaut en gros 15/9,2 = 1,63

Le type de condo te permet de connaitre par un abaque le coefficient de durée de vie, en fonction du rapport qu'on vient de calculer et de la température de fonctionnement.
Je mets ci-dessous un abaque de ce type pour les condos chimiques classiques.
Tu peux voir qu'avec un rapport Ia/In de 1,63 (échelle verticale) et une température de 50°, le coefficient multiplicateur atteint à peu près 8 (entre 6 et 10) .

Les condos classiques sont donnés pour une durée de vie de 2000 heures à 85° sous courant nominal. Dans l’exemple cité ils dureront 8 fois plus longtemps, donc 16000 heures, au minimum, c’est à dire presque 11 ans à raison de 4 heures par jour !

Attention :
- le rapport Ia/In est souvent beaucoup plus grand que dans mon exemple, il n’est pas rare de tourner vers 2 et plus…

- la température de fonctionnement est parfois plus proche de 60°

- Dans ce cas, le coefficient multiplicateur chute vite, il n’est plus que de 2… donc 4000 heures où moins de 3 ans à 4 heures par jour !!!

Il est clair que les types LL et HT (appelés aussi XLL) sont beaucoup plus fiables, leur durée de vie étant en gros 4 fois plus longue au minimum, et jusqu’à 15 fois plus pour les XLL.

En revanche, les types FRS à faible résistance série vont vieillir plus vite, car ils vont prendre des courants pulsés plus forts. Il faudrait éviter ce type de condo en tête de filtre, et les réserver aux courants modulés audio, donc en sortie de filtre ou de régulateur.

Bon, avec des condos de 20 ans, tu as tout à fait raison d’envisager leur changement, au moins pour ceux de tête !

A bientôt
Francis
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Postby jice78 » Tue Nov 13, 2007 12:00 am

Francis,

Merci pour cette analyse, on va faire des économies de ce coté

Le Bilan est donc de l'upgrade à faire:

* Un BlackGate sur les TL431

* Remplacement des ponts de diodes (j'ouvrirai un autre fil à ce propos) par des IXYS ref VBE 55-06NO7 avec Trr=35ns

* Remplacement des capas de tête qui ont du souffrir pendant 20 ans avec un pont classique.... encore que ... comment on teste le vieillissement d'un chimique ?

* et recablage avec du cable PTFE CuAg (Farnell m'a livré du 19/0.25 AWG18 de toutes les couleurs avec un lot de schaffner :=) )

Cordialement
Jean-Claude
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Postby francis ibre » Tue Nov 13, 2007 12:00 am

Jean-Claude,

chimique en sortie de régul : là on touche au coeur du problème...

Il y a deux écoles :

1 - on considère que la régulation est excellente, qu'elle présente une impédance faible et constante (résistive) sur une large plage de fréquence, et que ses capacités en courant et surtout dI/dt sont suffisantes.
Dans ce cas, pas besoin de condo de sortie.
Cependant, la régul devra bien aller puiser ce courant quelque part, dans un réservoir ! Il faudra donc mettre un gros condo en amont.

2 - on considère qu'une alim passive est plus musicale, et on préfère par conséquent tirer le courant modulé directement depuis un condo, dont l'impédance sera faible (très) sur une large plage et surtout non partagée (un seul circuit tire dessus)
.
Dans ce cas le régulateur ne sert qu'à charger le condo avec une tension stable non bruitée, ce régulo ne fournit aucun courant modulé mais juste du quasi-continu, variant très lentement.

Dans cette approche, on peut considérer que le régulo abaisse l'impédance de sortie en continu, car le condo seul voit son impédance remonter quand la fréquence baisse, c'est d'ailleurs le gros inconvénient des alims passives.

Conclusion : dans tes amplis, tu as un premier étage de filtrage, juste après les redresseurs, puis une régul (D. Jacovopoulos) suivie d'un second condo.

Le courant pulsé des redresseurs et le courant modulé audio ne partagent aucune impédance commune !
Le premier traverse les condos de tête, le second les condos de sortie. C'est parfait, au point que je ne vois même pas pourquoi tu souhaites installer des selfs !!!

Ces selfs sont utiles lorsque l'ampli a un filtrage **basique** avec juste un gros condo derrière les diodes (un condo par polarité d'alim) car dans ce cas, courants pulsés redressés et courant modulé audio partagent l'impédance du condo.

La self ajoutée, accompagnée d'un condo de sortie (plus gros que celui de tête) permet de séparer la fonction lissage de la fonction réservoir.
Cela est DEJA fait sur tes amplis : la vie est belle !!!

Cordialement
Francis
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Postby jice78 » Tue Nov 13, 2007 12:00 am

Bonjour Francis,

Aujourd'hui j'ai 2x 22000µ derrière le pont
La régulation (TL431 + BDX66-67) de Mr Jacovopoulos
et 2x10000µ aprés regul.

Mais ces chimiques ont plus de 20 ans.
Le pont n'etait pas un modèle de course... ce qui m'a obligé a exiler le torrique en boitier externe... de l'interret du Trr dans les datasheet des Diodes... Merci pour la leçon !

Un changement des condos et du redresseur s'impose

Solution envisagée:
Pont Shottky / 10000µ / Self 50 à 100mH / 22000µ / regul / xµ

Si j'ai bien compris la page 257 on ne met pas de de chimique en
sortie de regul... même pas un p'tit BlackGate de 470µ ?

Pour le pont, j'ai repéré des produits IXYS chez partsconnexion

Cordialement
Jean-Claude
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Postby francis ibre » Tue Nov 13, 2007 12:00 am

Bonjour Jean-Claude,

Sur mesure en effet...

Pour mon 50W classe A j'avais fait faire des selfs de 200mH/2,5A/0,5ohm qui ne sont pas si grosses : environ 70 mm de côté sur la plus grande dimension.

Il me semble que des selfs de 100mH/5A devraient aller pour ton cas.
Quelles caps vas-tu mettre en aval ?

A+
Francis
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Postby siezien » Sun Aug 10, 2008 12:00 am

Bonjour,

Merci françis pour tous ces merveilleux conseils comme toujours.

j'ai honte, je n'ai toujours pas commandé votre livre...dès mon retour de vacances ce sera chose faite, j'ai vraiment hate de vous lire "en intégralité"

Pourriez-vous me donner une référence banale chez lundhal par exemple concernant ces selfs de filtrage d'alim, je m'y perds un peu dans les datasheets et dans les possibilités de connection.

Merci encore,
Thibault
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