Alimentation réglable

- Appareils et montages divers qui ne rentrent pas dans les catégories de l'audio

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JBERT
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Alimentation réglable

Message : # 15855Message JBERT
23 déc. 2022 14:49

Bonjour à tous,

Je cherchais à concevoir une alimentation réglable et régulée, tant pour la haute tension que la tension de polarisation, avec deux sorties indépendantes. Naturellement à découpage pour avoir un rendement correct. Cela ne fut pas une mince affaire parce que je n'ai pas trouvé de transformateur sur étagère capable de faire le travail et que je n'avais pas que ce projet sur l'établi. Finalement, avec un tore bobiné à façon, le but est atteint.

Il s'agit du 5e prototype :
  • Le premier fut fait autour d'un transfo de chez Wuerth, lequel avait un entrefer bizarrement placé. La documentation a été depuis mise à jour et présente l'entrefer (qui est placé entre les deux... primaires ! Autant dire que lorsqu'on l'utilise comme je le voulais en push-pull, il y a de mauvaises surprises.). Les mosfets de l'étage de puissance sautaient les uns après les autres et le comportement était assez erratique. Si la tension de sortie était correcte à vide, l'alimentation fonctionnait par à-coups ;
  • Le deuxième utilisait toujours ce transformateur Wuerth (je n'avais pas encore compris d'où venait le problème). Mêmes motifs, mêmes punitions...
  • Le troisième utilisait un tore TDK avec du fil émaillé multibrin passé à la "torsadeuse" maison et au bain d'étain, le résultat était meilleur sans toutefois être acceptable (le circuit se mettait à osciller dès que l'on tirait plus de 50W et le rendement était médiocre) ;
  • Le quatrième utilisait un transformateur à façon (TCT, que je remercie d'avoir étudié ce transformateur en fonction de mes critères) et un nouveau contrôleur synchrone en éléments discrets mais les performances du transformateur provoquaient des remontées de la masse et des instabilités ;
et nous arrivons au 5e prototype qui semble fonctionner, au moins jusque maintenant. Cela fait une semaine que le circuit est branché sans broncher.

Caractéristiques :
  • entrée 28Vdc ou 20Vac 50 ou 60 Hz, 12A. Le redressement est synchrone (pas de diodes) ;
  • deux sorties haute tension (de 60 à 830V, 200W) par circuit push-pull régulé, deux sorties de polarisation (-36 à -72V, aucune puissance) par boost et inverseur à pompe de charge, deux lignes pour les masses gauche et droite sans court-circuit entre elles. Les réglages se font par deux multitours (25 tours) ;
  • une sortie 5V (capable de monter à plusieurs ampères pour des cartes filles) ;
  • pas d'isolation galvanique (c'est le transformateur d'alimentation qui doit s'en charger) ;
  • correcteur installé loin dans la boucle d'asservissement pour ne pas avoir autre chose d'un pont diviseur à haute impédance dans le feedback côté haute tension ;
  • fonctionnement à 100 kHz (synchrone) généré par quartz ;
  • circuits de charge et de décharge des condensateurs ;
  • protection contre les courts-circuits sur la sortie de puissance ;
  • protection thermique des mosfets de puissance (avec arrêt de toutes les alimentations le cas échéant) ;
  • dimensions : 125x310 mm (50 mm de haut) ;
  • circuit en quatre couches 35µm ;
  • temps de garde de 800 ns sur le push-pull ;
  • cos phi plus que correct. Je ne l'ai pas encore mesuré, mais avec le transfo de 230/20V, on sera largement supérieur à 0,95.
La topologie de cette alimentation n'existant pas en circuits intégrés, tout est fait en composants de base (amplis ops, bascules, comparateurs, transistors...).
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Le tore est en suspension parce que, pour l'instant, je me refuse à couper les fils pour ne pas gâcher (et que je n'ai pas envie de sortir le pot à soudure rien que pour ça). Fabriqués par 20, il y en a tout de même pour un peu plus de 20 euros HT pièce. Seul manque sur la carte le relais Reed du contact sec indiquant à une éventuelle carte de contrôle que toutes les tensions sont présentes en sortie. Il prend place à gauche de l'optocoupleur (boîtier DIL8 blanc).
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Gros plan sur l'oscillateur principal, le générateur de triangle, le contrôleur haute tension et les pilotes des mosfets de puissance. Les radiateurs (en dehors de ceux des mosfets de puissance) ne sont là que comme support de boîtiers TO220.
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Réglage à 300 V pour tester l'alimentation sur la charge électronique (limitée à 350Vdc), je l'ai poussé à vide jusqu'à 600 V, mais rien ne s'oppose a priori de la faire monter jusqu'à 830 V (limite par conception, les composants permettent d'aller à 900 Vdc et l'isolation retenue à plus de 1kV.). On va voir ce qu'elle a dans le ventre. A priori, c'est nettement mieux que la version 4. À vide, le circuit consomme moins de 3W (génération du 5V, oscillateurs, sorties principales réglées à 300V, polarisation à -50V). Essais en charge à partir de cet après-midi. La régulation est plus que suffisante (< 0,1%).

À noter, deux cartes filles peuvent se connecter à cette alimentation pour générer les tensions flottantes et réglables des étages de puissance de circlotron. Ces cartes sont reliées par un connecteur de puissance (derrière le tore sur la photographie) et le connecteur Sync (microfit 3.0 non câblé sur la photographie) à droit de l'optocoupleur.

Production de la carte à le demande.

Bonnes fêtes de fin d'année à tous. Personnellement, j'ai déjà eu mon cadeau... Un circuit qui fonctionne parfaitement jusqu'à présent.
Fabricant et réparateur d'amplificateurs audio
Locaux à Paris et Brive-la-Gaillarde
http://www.systella.fr

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