AMPLI STEREO BRIDGEABLE DIY
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Anonyme
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Salut à tous,
Il y a quelques mois, j’ai décidé de me lancer dans la construction de mon ampli
.
Alors oui, j’ai longtemps songé à acheter un ampli tout fait, (ce qui me serait revenu bien moins cher), mais bon, serais-je un vrai bidouilleur si je ne faisais pas moi-même mon ampli ?
Actuellement j’ai un DENON au salon et un (vieux) POWER pour la sono, cet ampli servirait donc à bouger une paire de 38 qui ne me sert à rien (à part utiliser de la place à la buanderie, ce qui a un dont certain pour agacer madame).
Vous vous en doutez un peu, je bosse sur le sujet donc je ne suis plus à la page blanche.
Pour vous faire l’historique rapide de ce qui a déjà été fait (et les choix) :
1) Théorie et simulation
J’ai commencé à gratter un schéma pouvant débiter quelques dizaines de Watts sous 8 ohms avec la possibilité de faire du bridge (pour un futur caisson de basse par exemple). La théorie marchait plutôt bien, et je suis passé à l’étape simulation. Sur des petites puissances tout allait bien, mais en augmentant, avec les « vrais » modèles, j’ai eu quelques problèmes (oscillations, offset, effet dans les transistors qui décalait la sortie, conduction simultanée hasardeuse du push-pull…). Et quand je corrigeais un paramètre, j’en dégradais un autre tant est si bien que j’ai franchi le cap de demander à GOOGLE pour voir comment les autres contournaient ces problèmes.
2) La claque
A force de bidouiller mes modèles mathématiques, je commençais à comprendre ce qui n’allait pas, et quelle fut ma surprise de voir que de nombreux montages trouvés sur le web présentaient les mêmes défauts de conception. Pire, j’ai récupéré des montages qui me laissaient perplexes (mais confiant), et ces montages échouaient tout pareil en simulation. Résultat, en analysant un peu tout ce que j’ai pu trouver, je conclu que seuls 2 ou 3% des schémas trouvés sont des réalisations concrètes, le reste n’est que des théories qui n’ont jamais vu le jour, ni même la simulation.
3) L’apprentissage
Malgré tout, entre la compréhension de mes conneries, et quelques astuces récupérées ci et là, j’ai réussis à produire un ensemble cohérent. Autre point important : la simulation. Il est très important de bien se structurer au niveau simulation pour le moindre paramètre afin de ne pas passer à côté de surprise. Je pense que je ferai une vidéo là-dessus.
4) Les choix concrets.
Maintenant que la structure est connue, restait à faire des choix : combien de push-pull pour rester dans le SOA des transistors ? Quelle puissance de sortie viser ? Est-ce que ça va rentrer dans un boitier compact ?
Du coup j’ai pris le problème à l’envers quand je me suis rendu compte que sortir 1kW était tout bonnement une folie insurmontable (en tout cas pour moi). Plutôt que de faire des hypothèses foireuse (ou fantasmatiques) j’ai listé ce qui faisait chier, et dimensionné le tout au mieux que je saurais raisonnablement faire. Les problèmes dans le dimensionnement sont :
- la tenue en tension des transistors,
- la manipulation de fort courant,
- la disponibilité des condos aux tensions considérées,
- l’encombrement du dissipateur et du transfo nécessaire.
Je ne parle pas de prix, car ce n’est pas l’objet de la réflexion : dès qu’on fait du DIY, faut se préparer à payer
. Bon quand même, si, prendre des condos en 63V revient bien moins cher qu’en 80V, la première limitation est donc posée !!!
Alors voilà où j’en suis, j’ai un ampli qui sur plan fera ses 43cm de large (ou 48 avec les oreilles de rack), 2U de haut, 33cm de profond.
Dedans, j’ai un gros transfo torique de 630VA + un petit pour alimenter des servitudes et les relais.
Il y a 6 cartes électroniques :
- Une carte principale qui supporte la tempo au démarrage (avec commutation par triac synchrone au passage par zéro du 230V), la tempo des relais de sortie, la surveillance des secondaires du transfo pour déconnecter les HP au plus tot lors de la chute de tension, la gestion des ventilos (thermostat).
- Une carte filtrage qui supporte les 2x50000µF de condos, et un indicateur de charge. C’est un gadget qui s’allume quand l’alim est coupée et que les condos ont encore assez de jus pour faire des dégâts quand on bricole.
- 2 cartes ampli audio, qui comme son nom l’indique c’est l’ampli proprement dit. La carte supporte les transistors de puissance, les mesures de température, le préampli, et la fonction bridge. La carte est symétriques pour pouvoir la placer indifféremment de chaque côté du dissipateur.
- 2 cartes de protections (une par ampli) qui gèrent les relais de sorties et les alimentations de puissance de chaque ampli. Les protections qui déconnectent les sorties HP sont températures trop élevée, détection de tension continue en sortie, surcharge de l’étage de puissance. Ces protections sont conditionnées par la présence du signal qui vient de la carte principale et qui autorise ou non le relais de commuter. Les relais sont des modèles spéciaux de type automobile qui garantissent un pouvoir de rupture de 90A. L’autre protection présente est un détecteur de transistor en court-circuit. Chaque transistor possède une mesure de VCE, et si ce dernier chute en deça des tensions de déchets « normales », l’alimentation est déconnectée très rapidement grâce à des MOSFET de puissance, ce qui évite une latence due au relais (en plus d’éliminer la question « est-ce que le relais va bien se décoller sur court-circuit ?», et cette coupure sauvage à ce niveau évite aussi que l’armée de condos de l’alim se vident dans le HP avant que le fusible daigne peter.
Sur les caractéristiques audios, j’obtiens les valeurs suivantes en sortie (100Hz, sans saturation) :
Aux bornes de 8 ohms : +/-47V (275W)
Aux bornes de 4 ohms : +/-40V (400W)
Aux bornes de 8 ohms en bridge : +/-80V (800W)
Courant de sortie (crête) = +/-20A
Impédance de sortie = inférieur à 0,03 ohms
Attention, c’est la tension peak to peak, donc une puissance crête, je pense que réduire ces chiffres d'un facteur 1.5 est une bonne base pour obtenir les perfs continues.
Voilà, ça fait déjà pas mal comme présentation je crois !
Pour la suite, pour aller plus vite, je ferai des vidéos, à voir.
Je pourrai expliquer comment ça marche et pourquoi j'ai fait ainsi, et pourquoi pas partager les expériences.
Il y a quelques mois, j’ai décidé de me lancer dans la construction de mon ampli
.Alors oui, j’ai longtemps songé à acheter un ampli tout fait, (ce qui me serait revenu bien moins cher), mais bon, serais-je un vrai bidouilleur si je ne faisais pas moi-même mon ampli ?
Actuellement j’ai un DENON au salon et un (vieux) POWER pour la sono, cet ampli servirait donc à bouger une paire de 38 qui ne me sert à rien (à part utiliser de la place à la buanderie, ce qui a un dont certain pour agacer madame).
Vous vous en doutez un peu, je bosse sur le sujet donc je ne suis plus à la page blanche.
Pour vous faire l’historique rapide de ce qui a déjà été fait (et les choix) :
1) Théorie et simulation
J’ai commencé à gratter un schéma pouvant débiter quelques dizaines de Watts sous 8 ohms avec la possibilité de faire du bridge (pour un futur caisson de basse par exemple). La théorie marchait plutôt bien, et je suis passé à l’étape simulation. Sur des petites puissances tout allait bien, mais en augmentant, avec les « vrais » modèles, j’ai eu quelques problèmes (oscillations, offset, effet dans les transistors qui décalait la sortie, conduction simultanée hasardeuse du push-pull…). Et quand je corrigeais un paramètre, j’en dégradais un autre tant est si bien que j’ai franchi le cap de demander à GOOGLE pour voir comment les autres contournaient ces problèmes.
2) La claque
A force de bidouiller mes modèles mathématiques, je commençais à comprendre ce qui n’allait pas, et quelle fut ma surprise de voir que de nombreux montages trouvés sur le web présentaient les mêmes défauts de conception. Pire, j’ai récupéré des montages qui me laissaient perplexes (mais confiant), et ces montages échouaient tout pareil en simulation. Résultat, en analysant un peu tout ce que j’ai pu trouver, je conclu que seuls 2 ou 3% des schémas trouvés sont des réalisations concrètes, le reste n’est que des théories qui n’ont jamais vu le jour, ni même la simulation.
3) L’apprentissage
Malgré tout, entre la compréhension de mes conneries, et quelques astuces récupérées ci et là, j’ai réussis à produire un ensemble cohérent. Autre point important : la simulation. Il est très important de bien se structurer au niveau simulation pour le moindre paramètre afin de ne pas passer à côté de surprise. Je pense que je ferai une vidéo là-dessus.
4) Les choix concrets.
Maintenant que la structure est connue, restait à faire des choix : combien de push-pull pour rester dans le SOA des transistors ? Quelle puissance de sortie viser ? Est-ce que ça va rentrer dans un boitier compact ?
Du coup j’ai pris le problème à l’envers quand je me suis rendu compte que sortir 1kW était tout bonnement une folie insurmontable (en tout cas pour moi). Plutôt que de faire des hypothèses foireuse (ou fantasmatiques) j’ai listé ce qui faisait chier, et dimensionné le tout au mieux que je saurais raisonnablement faire. Les problèmes dans le dimensionnement sont :
- la tenue en tension des transistors,
- la manipulation de fort courant,
- la disponibilité des condos aux tensions considérées,
- l’encombrement du dissipateur et du transfo nécessaire.
Je ne parle pas de prix, car ce n’est pas l’objet de la réflexion : dès qu’on fait du DIY, faut se préparer à payer
. Bon quand même, si, prendre des condos en 63V revient bien moins cher qu’en 80V, la première limitation est donc posée !!!Alors voilà où j’en suis, j’ai un ampli qui sur plan fera ses 43cm de large (ou 48 avec les oreilles de rack), 2U de haut, 33cm de profond.
Dedans, j’ai un gros transfo torique de 630VA + un petit pour alimenter des servitudes et les relais.
Il y a 6 cartes électroniques :
- Une carte principale qui supporte la tempo au démarrage (avec commutation par triac synchrone au passage par zéro du 230V), la tempo des relais de sortie, la surveillance des secondaires du transfo pour déconnecter les HP au plus tot lors de la chute de tension, la gestion des ventilos (thermostat).
- Une carte filtrage qui supporte les 2x50000µF de condos, et un indicateur de charge. C’est un gadget qui s’allume quand l’alim est coupée et que les condos ont encore assez de jus pour faire des dégâts quand on bricole.
- 2 cartes ampli audio, qui comme son nom l’indique c’est l’ampli proprement dit. La carte supporte les transistors de puissance, les mesures de température, le préampli, et la fonction bridge. La carte est symétriques pour pouvoir la placer indifféremment de chaque côté du dissipateur.
- 2 cartes de protections (une par ampli) qui gèrent les relais de sorties et les alimentations de puissance de chaque ampli. Les protections qui déconnectent les sorties HP sont températures trop élevée, détection de tension continue en sortie, surcharge de l’étage de puissance. Ces protections sont conditionnées par la présence du signal qui vient de la carte principale et qui autorise ou non le relais de commuter. Les relais sont des modèles spéciaux de type automobile qui garantissent un pouvoir de rupture de 90A. L’autre protection présente est un détecteur de transistor en court-circuit. Chaque transistor possède une mesure de VCE, et si ce dernier chute en deça des tensions de déchets « normales », l’alimentation est déconnectée très rapidement grâce à des MOSFET de puissance, ce qui évite une latence due au relais (en plus d’éliminer la question « est-ce que le relais va bien se décoller sur court-circuit ?», et cette coupure sauvage à ce niveau évite aussi que l’armée de condos de l’alim se vident dans le HP avant que le fusible daigne peter.
Sur les caractéristiques audios, j’obtiens les valeurs suivantes en sortie (100Hz, sans saturation) :
Aux bornes de 8 ohms : +/-47V (275W)
Aux bornes de 4 ohms : +/-40V (400W)
Aux bornes de 8 ohms en bridge : +/-80V (800W)
Courant de sortie (crête) = +/-20A
Impédance de sortie = inférieur à 0,03 ohms
Attention, c’est la tension peak to peak, donc une puissance crête, je pense que réduire ces chiffres d'un facteur 1.5 est une bonne base pour obtenir les perfs continues.
Voilà, ça fait déjà pas mal comme présentation je crois !
Pour la suite, pour aller plus vite, je ferai des vidéos, à voir.
Je pourrai expliquer comment ça marche et pourquoi j'ai fait ainsi, et pourquoi pas partager les expériences.
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