Amplificateur Classe D Amplitude de sortie

[Azeltorn]

Bonjour à tous.
Je travail actuellement sur un projet où j'ai besoin d'amplifier un signal à l'aide d'un ampli de classe D.
Signal d'entré :une sinusoïde de 600 KHz moduler en amplitude par une autre sinusoïde de 50 Hz
J'ai donc fait ma PWM avec un AOP monter en comparateur. J'ai créé un signal triangulaire de 1.2 MHz pour échantillonner mon signal d'entré. Voici donc en simulation LTspice ce que donne le signal PWM. En bleu mon signal d'entré, en vert mon signal d'échantillonnage, et en bleu ciel ma PWM.
Via deux Bipolaire je commande le VGS de mes transistor MOSFET.
Enfin les MOSFET reproduise la PWM, et mon filtre de sortie reproduit la sinusoïde.

Mon problème est que je n'arrive pas à avoir une amplitude de sortie importante, je souhaiterais avoir au moins 24 V d'amplitude alors que je n'en ai que 6v.
Photo signal de sortir : en Vert la PWM en sortie des MOSFET, et en bleu la sinusoïde après le filtre de sortie.


Je n'arrive pas à comprendre, j'ai essayé plusieurs chose, mais la je commence à être à cours d'idée. Si vous pouviez regarder si il y a des chose abérante dans mon schéma, ou des chose que je n'ai pas bien fait.
Merci


Ps: Pour la simulation, les fréquences sont volontairement basse.
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[DAUDET78]

Bonjour Azeltorn et bienvenue sur FUTURA
Sans voir encore ta pièce jointe .

Signal d'entré :une sinusoïde de 600 KHz moduler en amplitude par une autre sinusoïde de 50 Hz
J'ai donc fait ma PWM avec un AOP monter en comparateur. J'ai créé un signal triangulaire de 1.2 MHz pour échantillonner mon signal d'entré. Voici donc en simulation LTspice ce que donne le signal PWM.

Je t’arrête tout de suite !
Ca ne passe pas la fréquence ......

[Azeltorn]

Bonjour Azeltorn et bienvenue sur FUTURA
Sans voir encore ta pièce jointe .Je t’arrête tout de suite !
Ca ne passe pas la fréquence ......

Pourtant en expérimentation la fréquence passe bien, sur ce point la je n'ai pas de problème. Pourrais tu être plus précis ?

[DAUDET78]

Et ton schéma (visible maintenant):
1/ il est dessiné en dépit du bon sens (on met un rail +15V en haut, on met un rail -15V en bas) , sinon, c'est dur dur à comprendre
2/ et de toutes les façons, y a rien à comprendre, c'est le jeu des 7 erreurs !

Pourtant en expérimentation la fréquence passe bien

En SIMULATION ! et à 50 Hz .........

[A voir en vidéo sur Futura]

[Azeltorn]

Ps: Pour la simulation, les fréquences sont volontairement basse.

En Expérimentation je travail bien à 1.2 Mhz et 600 KHz

[DAUDET78]

C'est quoi la référence de U1 ?

[Antoane]

Bonsoir,

En plus de ce qui a déjà été dit :
Pour saturer un N-mosfet dont le drain est à 15V, il faut apporter une tension >15V, généralement de l'ordre de 20 à 25V. Il faut en effet avoir un Vgs suffisant, généralement de l'ordre de 5 à 10V. http://www.infineon.com/dgdl/BSC014N...1c23384f5d77fb. De même, pour saturer un P-mosfet dont le drain est à -15V, il faut apporter une tension <-15V, généralement de l'ordre de -20 à -25V. http://www.vishay.com/docs/69063/si7137dp.pdf. Probablement devrais-tu échanger le NMOS et le PMOS. Des 30Vpp initialement disponibles, ton étage de sortie mal conçu transfère environ 20 ou 25Vpp.
R6+L1 et R7+L2 forment un pont diviseur, divisant la tension disponible en sortie par 2, tu te retrouves avec environ 10 à 12Vpp.

Tu peux générer un signal triangulaire avec un pulse dont le temps haut est nul et dont les temps de monté et descente sont égaux à la demi-période.

Pense à utiliser les "labels" : deux fils nommés de la même manière (par exemple "+15V", "-15V") seront ainsi virtuellement reliés. Ca clarifie énormément les schémas.

Mieux vaut éviter les composants (diodes et transistors) standards fournis avec LTSpice, ils sont assez fortement simplifiés et ont les caractéristiques assez particulières de composants intégrés.

La manière dont sont commandés les MOSFETs (diode + transistor + R2 + R3) ne convient pas car elle est trop lente. Mieux vaudrait utiliser un driver de mosfets intégré, qui se chargera par ailleurs de gérer les temps-morts entre les commandes des composants (pour éviter les shot-through, i.e. que les deux transistors conduisent simultanément). Tu peux demander à google de te parler de "half bridge mosfet driver".

[Azeltorn]

Merci pour ces précision, ça ma bien aidé

La manière dont sont commandés les MOSFETs (diode + transistor + R2 + R3) ne convient pas car elle est trop lente. Mieux vaudrait utiliser un driver de mosfets intégré, qui se chargera par ailleurs de gérer les temps-morts entre les commandes des composants (pour éviter les shot-through, i.e. que les deux transistors conduisent simultanément). Tu peux demander à google de te parler de "half bridge mosfet driver".

Le problème c'est que vu à la fréquence à laquelle je veux le faire fonctionné, les drivers de mos qui sont sur le marché sont beaucoup trop lent. C'est pour ça que j'ai essayer de faire mon propre driver avec un maigre succés.

[Antoane]

Bonsoir,

Effectivement, pas forcément facile de trouver un driver capable de tenir 1.2MHz sous 30V.
Une solution serait de descendre la tension à 12V et d'utiliser un pont complet (au lieu d'un demi-pont et d'une alim symétrique).
Ou éventuellement de passer en +/-12V et de conserver le point milieu.

On trouve quand même des composants, par exemple chez Maxim :
http://datasheets.maximintegrated.co...s/MAX5048C.pdf
http://datasheets.maximintegrated.co...2-MAX5064B.pdf
annoncés/spécifiés à 1MHz.

Chez TI : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm5113.pdf (initialement prévu pour du GaN) : "up to several MHz".

Tu peux aussi chercher chez les autres grands fondeurs ST, Linear. Tech, AD...

Tu peux aussi jetter un oeil du côté des demis-ponts intégrés, par exemple en SoC GaN : http://www.ti.com/product/lmg5200?DC...g5200-pr-pf-en (le passage à la caisse pique un peu et le layout ne doit pas être laissé au hasard...)