Design et réalisation pratique ampli classe E
Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 21 sur 21

Design et réalisation pratique ampli classe E



  1. #1
    mimo1989

    Design et réalisation pratique ampli classe E


    ------

    Bonjour à tous,

    je viens vers vous suite à un problème auquel je ne trouve pour le moment pas vraiment de solution.
    En effet, je souhaite réaliser un amplificateur classe E fonctionnant aux alentours de 6MHz pour du transfert d'énergie sans fil mais je suis bloqué au niveau de la réalisation pratique.

    Le système est constitué pour le moment d'un transistor MOSFET (connecté à un driver) commutant donc a 6MHz en montage classe E, relié à deux bobines permettant le transfert d'énergie puis un système de réception composé d'un condensateur de résonance et d'une charge résistive/inductive. On peut difficilement faire plus simple...

    Le système a été modélisé (j'ai utilisé un modèle SPICE du transistor) et simulé, et j'obtiens des résultats satisfaisant (notamment au niveau de la puissance transmise ainsi que de l'efficacité/rendement) mais lorsque je souhaite refaire mon modèle en pratique, et que je le mets en marche et mesure celui-ci, c'est la catastrophe, le montage oscille, ou bien le courant augmente d'un coup dès que j'élève la tension d'alimentation (au niveau du drain du transistor), les soudures fondent, etc.

    Pour information:
    -le composants passifs ont tous été mesurés, puis introduit dans le modèle de simulation. L'impédance complexe simulée du circuit équivalent présentée au drain du transistor est la même que celle mesurée.
    -j'ai essayé d'utiliser un générateur de signaux en tant que clock pour le transistor, mais le signal carré ainsi généré n'était pas terrible. Le driver a un peu amélioré les choses, mais ce n'est pas la panacée non plus.
    -les composants actifs choisis (transistor et driver) ont des temps de montée, descente, etc... suffisamment rapides pour une période de ~160ns.


    Mes questions ne se portent pas forcément sur le montage de l'ampli classe E en lui même, même s'il n'est certainement pas optimum, mais plutôt sur la réalisation de celui-ci en pratique où il semblerait qu'il y ait quelque chose qui cloche.
    Pour celui-ci, j'ai utilisé du scotch cuivre plutot que du fil afin de me rapprocher un tant soit peu des conditions de réalisation sur PCB.

    Donc si vous avez des remarques, des recommandations du fait de vos précieuses années d'expérience sur la réalisation d'un système fonctionnant a plusieurs MHz, et qui pourrait expliquer que je n'obtienne rien de bon malgré un circuit relativement proche de celui modélisé, je suis tout ouïe...

    Merci à ceux qui prendront le temps de lire mon message, et bonne fin de journée.

    Gui.

    -----

  2. #2
    jiherve

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bonjour et bienvenue,
    Du scotch cuivre çà je ne l'ai jamais vu en câblage autrement que pour faire des blindages , schéma et une petite photo de la bête svp!
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  3. #3
    PIXEL

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    qu'est-ce donc qu'un "classe E" ? je connais les A, B, AB, C , D.... mais "E" ?

  4. #4
    jiherve

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    l'électronique c'est pas du vaudou!

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    annjy

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bonsoir,

    Je me demande si la simulation est un bienfait. Notamment en HF. Quoique 6 MHz.....c'est presque du continu.

    Se casser les dents sur de vrais montages, où on peut voir que le fait d'approcher un doigt change tout, est certainement bien plus formateur.... n'est-ce pas, (JR et Pixel)

    Cdlt,
    JY

  7. #6
    mimo1989

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Merci pour vos réponses,

    si 6MHz c'est du continu, pourquoi ça ne maaarche pas? u_u
    Sinon j'ai employé le scotch cuivre car je me disais que je serais ainsi au plus proche des conditions d'un PCB, et que justement les effets parasites et pertes de puissance seraient moindres qu'avec des ptits fils qui trainent et qui bougent un peu partout.
    Sinon, j'ai up:
    -un schema d'un ampli classe E classique, que j'ai suivi sur le montage (sauf que la charge est de type inductive et remplacée donc par une bobine)
    -une photo du montage, où les connexions sont réalisées en ruban cuivre, pour essayer d'être au plus proche d'un PCB, où l'on voit le driver connecté au transistor (MOSFET) et au montage classe E

    Je me disais que 6 MHz ça commence à monter haut, mais que ce n'est pas non plus 500MHz, donc les connexions devraient au pire dégrader les perfs en puissances, mais pas de là à me mettre le bazar complet, mais il semblerait que je me trompe...

    Autre point, le driver me sort un joli signal carré à vide, mais dès que je le connecte au transistor, ce signal n'est plus un carré nickel propre, mais présente du ringing et autre joyeuseté... le probleme vient peut etre aussi du fait que le transistor n'est pas piloté correctement? j'ai essayé d'y mettre un filtre entre la sortie du driver et la gate du transistor, mais ça n'a pas très bien marché...

    Merci pour votre aide,

    Gui.
    Images attachées Images attachées

  8. #7
    PIXEL

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    le shéma n'est pas un Mosfet , ne précise pas la source , n'est commenté d'aucune valeur...

    bref , si tu veux de l'aide , faudra faire quelques efforts de précision!

    surtout en HF , où le moindre détail peut se révéler fondamental .

  9. #8
    mimo1989

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Ci-joint un schéma détaillé du montage tel qu'il est réalisé en pratique, j'espère qu'il est assez clair.
    La source de tension continue est une alim de labo stabilisée, que ce soit pour le driver ou bien l'ampli (deux ports).

    J'ai essayé en ajoutant un plan de masse au dos du PCB (toujours avec du ruban cuivre), les résultats sont un peu mieux mais dès que je monte en tension, le courant s'affole.

    Les signaux carrés généré par le driver lorsque connecté sur la gate du transistor sont toujours aussi moches, je me demande si le problème (ou du moins une partie) ne viendrait pas de là et du fait que le transistor ne commute pas proprement. Quand je regarde la fft, chaque harmonique est présent à un niveau assez élevé pour perturber le signal carré.

    J'ai ajouté des capas de découplage (non représentées) sur les alims du driver et de l'ampli en lui même, ça améliore le shmilblick mais c'est pas encore ça :/
    Images attachées Images attachées  
    Dernière modification par mimo1989 ; 16/07/2014 à 11h41.

  10. #9
    f6bes

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bjr à toi
    Connais tu la DIFFERENCE entre un transistor BIPOLAIRE et un FET ?
    Tu nous recauses d'une "gate" alors que ton schéma n'est PAS un fet !
    On doit en déduire...quoi!!

    Faudrait tout de meme "coller" à la réalité !

    "..... Quand je regarde la fft, chaque harmonique est présent à un niveau assez élevé pour perturber le signal carré...."
    NORMAL qu'avec des signaux "carrés" il y ait des harmoniques.

    C'est le signal CARRE qui génére les harmoniques et non pas ...l'inverse.

    A+
    Dernière modification par f6bes ; 16/07/2014 à 11h55.

  11. #10
    PIXEL

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    il faut avoir la nature du driver...

    la capacité de gate du SQ étant de 400 picofarad , ce qui n'est pas négligeable à 6 mHz

  12. #11
    jiherve

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bonjour,
    j'ai du mal à voir le branchement du driver, qu'elle est son alimentation?
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  13. #12
    mimo1989

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bonjour,

    pour répondre à f6bes,

    mes excuses..., je n'ai pas dessiné ni le cercle autour du transistor, ni la flèche indiquant qu'il est de type N.
    Quant au signal carré, je ne parle pas des harmoniques de rang impairs (merci...) mais des harmonique de rang pair (2, 4, etc.) qui sont anormalement élevés et donc polluent mon signal carré.

    En ce qui concerne le driver, il s'agit du EL7212 ( http://www.intersil.com/content/dam/...7202-12-22.pdf ), mais je ne trouve pas d'info sur la capa de sortie. Les temps de commutation me semble bon pour un signal à 6MHz, mais le problème doit surement venir de la connexion entre ce driver et la gate (mosfet canal N !) du transistor. J'ai essayé un filtre LC en // pour couper l'harmonique de rang 2 mais ça n'a pas été terrible.

    4 pins du driver sont utilisées:
    - #2 l'entrée connectée au GBF
    - #3 à la masse du circuit (toutes les masses de tous les appareils et du circuit sont reliées ici)
    - #6 pour le V+ (alim stabilisée de labo, et pas la même voie que celle utilisée pour alimenter le circuit d'ampli)
    - #7 pour la sortie, reliée au transistor

    Merci à vous pour votre aide et vos précisions.

    Gui.

  14. #13
    PIXEL

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    t'aurais les specs de ton mos ?
    Dernière modification par PIXEL ; 16/07/2014 à 14h49.

  15. #14
    sousou2016

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bonsoir

    s'il vous plait quel logiciel de simulations vous avez utilisé? merci énormément.

  16. #15
    jiherve

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    bonjour et bienvenue,
    maladie commune aux nouveaux venus : l'exhumation de topic morts depuis des années.
    Ce sujet à 3 ans !!!
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  17. #16
    f6bes

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Citation Envoyé par sousou2016 Voir le message
    Bonsoir

    s'il vous plait quel logiciel de simulations vous avez utilisé? merci énormément.
    Bjr à toi,
    C'est comme le Port Salut ..c'est écrit dessus !
    Si tu as lu le premier message, tu devrais le savoir.....( 7 éme ligne )
    Bon WE

  18. #17
    dominique31000

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Reponse un peu tardive, mais je viens juste de lire ce post.
    Charge de grille de ton mos 12nC
    frequence : 6 Mhz
    (Freq x Charge de G) /0,01 = 7,2A peak
    datasheet de ton 7212 = IC peak 2A
    Il est un peu court en jambes il faudrait 7,2A sur la grille donc au minimum un TC 4421/4422 voire TC4451/4452
    Le fonctionnement serai un peu mieux à cette fréquence.
    Tout ce que ton driver peut faire c'est 1,65 Mhz maxi aux pertes près.

  19. #18
    f6bes

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bjr à toi, Ca fait belle lurette que Mimo1989 et Sousou2016 ont desserté futura !
    Donc il ne te lirons meme pas. Bonne journée

  20. #19
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bonjour dominique31000,

    Même si les demandeurs ne sont plus là pour lire les réponses, ton message pourrait aider un futur lecteur de passage.
    Néanmoins :
    Citation Envoyé par dominique31000 Voir le message
    (Freq x Charge de G) /0,01 = 7,2A peak
    Peux-tu expliquer cette équation ? D'où vient le facteur 1/0.01 ?
    f*Qg est le courant moyen devant être délivré par le driver. Pour calculer le courant pic requis, il faudrait faire intervenir le temps de transition.

    Il est un peu court en jambes il faudrait 7,2A sur la grille donc au minimum un TC 4421/4422 voire TC4451/4452
    ces drivers ne tiendront pas 6 MHz
    https://ww1.microchip.com/downloads/.../20001987C.pdf
    http://ww1.microchip.com/downloads/e.../20001420f.pdf
    Dernière modification par Antoane ; 07/05/2021 à 17h40.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  21. #20
    dominique31000

    Smile Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    Bonjour,
    Dans un document de infineon, il faut aller sur le site d'Infineon et chercher les docs en relation avec les drivers.
    Un driver doit permettre de charger/décharger une gille de mosfet en 1/100 du temps de charge/décharge normale pour cette fréquence.
    C'est pour cette raison qu'on divise par 100 ce temps donc :1/0,01 pour calculer la charge de grille nécessaire en I peak. L'utilité d'un driver est de faire en sorte que le temps de commutation soit le plus bref possible. Plus il est long et plus le mosfet chauffe. Pas très utile à des fréquences de quelques dizaines de Khz, mais à des fréquences HF, au delà de 1 Mhz c'est critique. Plus la fréquence monte et plus la commutation échauffe le Tr, ce n'est plus la résistance du mosfet qui le chauffe mais la fréquence de commutation.
    Pour avoir déjà eu ce problème et l'avoir résolu à des fréquences de 14 à 17,5 Mhz j'ai du chercher pendant un long moment.
    Il existe une autre approche : Q =CxV
    dans la datasheet 375 à 470 pF en input, signal +/- 10V carré donc en rms 10V.
    On prends une valeur moyenne pour C environ 425pF x10V = 4,25nC *f( /0,01 ou x100 ce qui revient au même) = 2,55A peak et non en moyenne.
    (Je sais c'est un peu différent de ce que j'avais écris mais en fait les constructeurs prennent toujours la tension max sur la grille pour faire les calculs ainsi que les plus mauvais cas de figure)
    Si ton driver n'en est pas capable c'est inutile, car ce sont les I peak qui sont utiles dans ce cas là et non les Ic continu. Car la demande est sur 1/100 de la fréquence.
    Même avec ce calcul là le driver est trop court, pour le faire il faut un 7212 et mettre inA inB en // et outA outB en // , là il est possible de sortir jusqu'à 4 I peak. (petite astuce)
    Voilà, j'espère avoir répondu à la question.

  22. #21
    nornand

    Re : Design et réalisation pratique ampli classe E

    déterrage de 2014 . un record ?

Discussions similaires

  1. Ampli casque : de la théorie à la pratique
    Par black templar dans le forum Électronique
    Réponses: 8
    Dernier message: 24/08/2013, 20h02
  2. ampli, simu vs pratique
    Par black templar dans le forum Électronique
    Réponses: 20
    Dernier message: 14/01/2013, 22h13
  3. Ampli de classe A: meilleur qu'un ampli de commerce?
    Par invite4aaa7617 dans le forum Électronique
    Réponses: 8
    Dernier message: 24/06/2009, 22h08
  4. Besoin de conseils pratique pour montage et réalisation électronique
    Par invite63101428 dans le forum Électronique
    Réponses: 3
    Dernier message: 01/03/2008, 01h58
  5. puit canadien, réalisation pratique
    Par invite1f421f50 dans le forum Habitat bioclimatique, isolation et chauffage
    Réponses: 3
    Dernier message: 05/10/2007, 21h02
Découvrez nos comparatifs produits sur l'informatique et les technologies.