Montage Push-Pull

[invite149e8eab]

Bonjour,

j'ai commencé un exercice sur les montages push-pull, j'aurai comme d'habitude quelques questions.J'ai mis l'exercice en fichier joint, plutôt que réécrire l'énoncé.

(Pour Gienas: je n'ai pas oublié l'autre exercice, mais je ne sais plus comment avancer, tellement que j'en suis réduit à faire n'importe quoi...)

Voici mes réponses:

1/
_Le transistor T1 conduit pour l'alternance positive et est bloqué pour l'alternance négative.
Pour T2, c'est l'inverse

_Pour la droite de charge statique:
Ic=E/RL -Vce/RL (maille pour la boucle en haut)
_Pour la droite de charge dynamique:un peu de mal.
J'ai lu qu'on l'obtenait à partir de la maille de sortie du schéma équivalent en régime dynamique?
J'ai un peu de mal, quels sont les équivalents des différents composants dans ce régime.Pour les transistors, j'utilise les paramètres hybrides?

_Pour le courant dans la résistance RL, j'ai mis une sinusoïdale, sans grande argumentation...

Le gain en tension de T1, je ne vois pas trop comment faire, sinon de faire un montage équivalent..mais un peu de mal à le trouver.

2/Alors pour calculer la puissance utile dans RL ,j'utilise
P=Ueff²/Rl où Ueff=a/racinede2 pour une tension sinusoïdale.

POur celles dissipé dans T1, celle délivrée par les alimentation et le rendement, aucune idée.

3/aucune idée, mais peut être que les question précédentes non résolues m'en donneront une idée plus claire.

Merci a vous.
Je ne cherche pas le corrigé, mais plutôt des corrections sur ce que j'ai fais, des erreurs de raisonnement,ou encore des pistes sur les questions non résolues.J'aimerais avant tout avoir des conceptions en électronique.
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[Jack]

Commençons par le commencement:
ton schéma est faux. Hé oui, tu ne dois pas relier la masse du géné au - de l'alim en bas. Le collecteur de T2 n'est donc pas relié à la masse.

_Pour la droite de charge dynamique:un peu de mal.

A priori, dans ce schéma, les 2 droites sont identiques.

Le gain en tension de T1, je ne vois pas trop comment faire, sinon de faire un montage équivalent..mais un peu de mal à le trouver.

En régime dynamique, le Vbe de T1 est nul. Du coup, la relation entre la tension aux bornes de la charge et celle d'entrée n'est pas trop compliquée.

2/Alors pour calculer la puissance utile dans RL ,j'utilise
P=Ueff²/Rl où Ueff=a/racinede2 pour une tension sinusoïdale.

oui

POur celles dissipé dans T1, celle délivrée par les alimentation et le rendement, aucune idée.

Il faut d'abord calculer la puissance fournie par l'alim pour en déduire celle consommée dans un transistor. Ce n'est pas trop dur puisque la tension est constante et que le courant est sinusoïdal.

Je te laisse avancer un peu ...

A+

[invite149e8eab]

Commençons par le commencement:
ton schéma est faux. Hé oui, tu ne dois pas relier la masse du géné au - de l'alim en bas. Le collecteur de T2 n'est donc pas relié à la masse.

En fait c'est vraiment le schéma de l'énoncé, une coquille je pense.pourras -tu m'en dire plus ?en fait je ne vois pas où est le problème

A priori, dans ce schéma, les 2 droites sont identiques.

De même, comment le vois-tu?(est-ce parce que le circuit ne présente pas de composants comme des condensateurs, bobines, qui ont des caractéristiques qui changent en fonction du temps?

En régime dynamique, le Vbe de T1 est nul. Du coup, la relation entre la tension aux bornes de la charge et celle d'entrée n'est pas trop compliquée.

Euhh, pourquoi VBe=0 en régime dynamique?Désolé si c'est évident

Il faut d'abord calculer la puissance fournie par l'alim pour en déduire celle consommée dans un transistor. Ce n'est pas trop dur puisque la tension est constante et que le courant est sinusoïdal.

Alors, j'utilise la formule Pf=1/T*integrale sur une période de E*i.
Mais quel i prendre ici?
Pour moi le plus logique serait de combiner les courants des émetteurs des 2 transistors.
Pf=E*I1(pour T1)+E*i2(pour T2)
Bon il ne faut pas oublier que les transistors fonctionnent selon l'alternance positive ou négative.
(de O a T/2 pour T1 et T/2 à T pour T2)

bon si je considère que Vbe=0 en régime dynamique,(loi des mailles pour la boucle en haut à droite) I1=Eo/RL
De même pour I2=Eo/RL.

Après je pense que le calcul peut se faire, mais je ne suis pas vraiment sur de ce qui précède.

enfin il me reste à calculer la puissance dissipée dans T1.

Le courant dans la charge vaut ic=Eo/RL

Donc Pc=Rl*Ic²=Eo²/RL

je considère que Pf=Pc+Pt(puissance dissipé dans les transistors)
donc Pt=Pf-Pc

Or il y a 2 transistors, si on considère qu'elles fonctionnent de la même manière, on aura qu'a diviser par 2 le résultat précédent pour obtenir celle dissipée dans T1.

j'ai lu dans un cours:
"Le rendement utile(donc maximal?) est égale au rquotient de la puissance utile dans la charge sur le puissance fournie par l'alimentation."

Il n'y a plus qu'a utiliser ce résultat pour avoir le résultat, sous réserve que mes calculs précédents soient justes.

Pour la dernière questions, toujours aucune idée, je ne sais pas du tout de quoi cela traite.

Merci a toi.

[Jack]

En fait c'est vraiment le schéma de l'énoncé, une coquille je pense.pourras -tu m'en dire plus ?en fait je ne vois pas où est le problème

On voit pourtant bien que le géné Eo du bas est court-circuité par les 2 point de masse. Pour corriger, tu glisses la masse sous la source d'entrée et tu coupes entre le collecteur de T2 et le géné.

De même, comment le vois-tu?(est-ce parce que le circuit ne présente pas de composants comme des condensateurs, bobines, qui ont des caractéristiques qui changent en fonction du temps?

oui, les équations de Ic = f(Vce) en dynamique et en statique sont identiques.

Euhh, pourquoi VBe=0 en régime dynamique?Désolé si c'est évident

Comme vbe est constant, on l'annule dans l'étude dynamique. C'est pourquoi tu ne retrouves pas Vbe dans le schéma équivalent petits signaux du transistor.

Alors, j'utilise la formule Pf=1/T*integrale sur une période de E*i.
Mais quel i prendre ici?

le i instantané, c'est à dire i(t).

Pour moi le plus logique serait de combiner les courants des émetteurs des 2 transistors.
Pf=E*I1(pour T1)+E*i2(pour T2)
Bon il ne faut pas oublier que les transistors fonctionnent selon l'alternance positive ou négative.
(de O a T/2 pour T1 et T/2 à T pour T2)

Oui, bien sur. Raisonnons sur une demi période si tu veux:
le courant fourni par l'alim du haut (alternace +) est sinusoïdal,et la puissance fournie Pf = intégrale de E*i(t) sur une période = E * intégrale de i(t) sur la période également = E*moy(i(t) sur la période.
Or la valeur moyenne d'une demi alternance est égale à la valeur max / PI (tu pourras le redémontrer). Imax = a/R_L

Donc la puissance fournie par l'alim du haut = E * a / (PI * R_L)

Je ne vais pas te faire tout le boulot
Fais les calculs du rendement et on verra pour la suite

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite149e8eab]

bon je t'ai mis mes calculs en pièce jointes.

Alors il y a un bug, le rendement est supérieur a 1.

Alors i(t) vaut bien V(t)/RL=asin(wt)/RL? (en fait, je ne sais pas vraiment comme le justifier;pourquoi y'aurait t-il le même potentiel...?)

Sinon peut-être que dire que le rendement est maximale si a=E est complètement faux.A vrai dire, je ne vois pas pourquoi cela correspondrait à un rendement maximal.

Et un autre chose que je ne sais pas justifié, donc surement faux , le courant dans la charge veut E0/RL.

Enfin, beaucoup d'incertitudes dans mes calculs.
Merci a toi.

J'ai également mis quelques questions sur ma pièce jointe.

[Jack]

Je vois que ça cogite

1er point: pour ton bluf. Une fois que tu avais calculé la puissance fournie par l'alim du haut, il suffisait de multiplier par 2 pour la puissance sur une période complète. Comment justifier dans ton calcul? N'oublie pas que la tension du générateur du bas est égale à -Eo. Normal, un générateur forunit de la puissance.

2ème point: pour le rendement, le problème vient du calcul de la puissance utile. La tension MAX aux bornes de la charge est théoriquement (j'y reviendrai au 3ème point) égale à a. Donc la puissance utile Pu = a²/(2*R_L)
Tu avais oublié le 2

Pf=2*Eo*a / (PI * R_L) donc le rendement Pu/Pf = a * PI / (4 * Eo)
Le rendement est bien entendu maxi pour a = Eo
Pf / Pu _max = PI / 4

3ème point: pour le gain en tension du montage. En dynamique, v_be n'intervient pas: en effet, toute variation du signal d'entrée est intégralement reproduit sur la charge. v_s/v_e = 1
Cependant, le Vbe du transistor et la tension aux bornes des diodes existe bien et vont limiter l'excursion maxi du signal de sortie qui ne pourra bien entendu jamais atteindre Eo.
De toutes manières, le rendement maxi est de la théorie car sur des signaux aussi importants le transistor n'est plus vraiment linéaire.

A+

[invite149e8eab]

1er point: pour ton bluff. Une fois que tu avais calculé la puissance fournie par l'alim du haut, il suffisait de multiplier par 2 pour la puissance sur une période complète. Comment justifier dans ton calcul? N'oublie pas que la tension du générateur du bas est égale à -Eo. Normal, un générateur fournit de la puissance.

Merci!J'allais justifier en disant que c'est à cause du T2(PNP) donc le courant Ic est dans le sens inverve d'ou:Pf=Eo*i1-Eo*I2

2ème point: pour le rendement, le problème vient du calcul de la puissance utile. La tension MAX aux bornes de la charge est théoriquement (j'y reviendrai au 3ème point) égale à a. Donc la puissance utile Pu = a²/(2*R_L)
Tu avais oublié le 2

Euhh, Pu=RL*ic(courant dans la charge).
En fait que vaut le courant dans la charge?j'ai mis , dans le calcul précédent , sans vraiment me poser de question, ic=Eo/Rl, est-ce bien cela?
1/Si oui, comme le justifie tu?
2/Pourquoi ne prenons pas i(t)?Est-ce que nous prenons ici la valeur moyenne dans le calcule de la puissance?
P=Rl*I^2=U^2/RL
Je ne trouve pas le coefficient 2

Le rendement est bien entendu maxi pour a = Eo
Pf / Pu _max = PI / 4

3/Euhh, je ne comprend pas.Pourquoi recherchons t-on cela?Moi j'ai envie de me dire qu'en quelque sorte, en sortie on a la même tension...enfin je m'exprime mal.Si tu pouvais m'en dire plus.

3ème point: pour le gain en tension du montage. En dynamique, v_be n'intervient pas: en effet, toute variation du signal d'entrée est intégralement reproduit sur la charge. v_s/v_e = 1
Cependant, le Vbe du transistor et la tension aux bornes des diodes existe bien et vont limiter l'excursion maxi du signal de sortie qui ne pourra bien entendu jamais atteindre Eo.
De toutes manières, le rendement maxi est de la théorie car sur des signaux aussi importants le transistor n'est plus vraiment linéaire.

Ici Vs, c'est le potentiel a la sortie de RL?(la je bugge un peu).
4/Je n'arrive pas à me convaincre que le gain en tension vaut 1.
5/Comme le montage est symétrique, le gain en tension aux bornes T1(question 1 de l'exo) vaudrait 1 également?

Encore merci a toi

[Jack]

Euhh, Pu=RL*ic(courant dans la charge).

Non Pu = R_L * Ic_eff²

En fait que vaut le courant dans la charge?j'ai mis , dans le calcul précédent , sans vraiment me poser de question, ic=Eo/Rl, est-ce bien cela?
1/Si oui, comme le justifie tu?

ic(t) = v(t)/R_L, donc Pu = V_eff² / R_L avec v(t) le signal aux bornes de la charge d'après l'énoncé.

Je ne trouve pas le coefficient 2

V_eff = Vmax / rac(2) = a/rac(2) donc V_eff² = a2 / 2

3/Euhh, je ne comprend pas.Pourquoi recherchons t-on cela?

Il me semble intéressant de connaitre le rendement maximum théorique d'un ampli classe AB. En tout cas c'est demandé dans l'énoncé.

4/Je n'arrive pas à me convaincre que le gain en tension vaut 1.

SI la tension d'entrée augmente de 1V, de combien la tension de sortie va-t-elle augmenter à ton avis?

5/Comme le montage est symétrique, le gain en tension aux bornes T1(question 1 de l'exo) vaudrait 1 également?

oui. Globalement, le gain en tension "petits signaux" d'un montage collecteur commun est égal à 1.

A+

[invite149e8eab]

Merci pour les explications précédentes, c'est clair maintenant.

SI la tension d'entrée augmente de 1V, de combien la tension de sortie va-t-elle augmenter à ton avis?

oui. Globalement, le gain en tension "petits signaux" d'un montage collecteur commun est égal à 1.

A+

En fait, je n'arrive pas le voir.j'aimerais bien le voir par le calcul, mais avec les diodes ,ce n'est pas évident.

[Jack]

En fait, je n'arrive pas le voir.j'aimerais bien le voir par le calcul, mais avec les diodes ,ce n'est pas évident.

Tu écris la maille: Vin = v_D + v_BE + _V

V_D et V_BE étant constants, si v_in augmente d'un volt, v aussi, donc Delta(v_in) = Delta(v), d'ou v = v_in en dynamique

[invite149e8eab]

désolé , mais de quelle maille parles-tu? (je dois bugger un chouya )
Vd est bien la tension de la diode?

[Jack]

désolé , mais de quelle maille parles-tu? (je dois bugger un chouya )
Vd est bien la tension de la diode?

Bein, loi des mailles: géné d'entrée, diode connectée à la base de T1, jonction base-émetteur de T1 et résistance de charge R_L.

[invite149e8eab]

Merci !Une excellente année à toi, mes meilleurs vœux, ainsi qu'aux lecteurs.

Une dernière question avant de clôturer cet exercice.
J'avais répondu a la question 1, par cela:

1/_Le transistor T1 conduit pour l'alternance positive et est bloqué pour l'alternance négative.
Pour T2, c'est l'inverse.

En fait, je ne suis pas arrivé pas vraiment le justifier.Je pensais dire que Vce doit être bien entendu"suffisamment positive"(i.e Vce>tension seuil) pour T1 (NPN).
Donc l'inverse pour le transistor T2(PNP).
Est-ce bien à cause de cela?

[Jack]

Bonne année à toi aussi (et à tous les autres)

J'avais répondu a la question 1, par cela:

1/_Le transistor T1 conduit pour l'alternance positive et est bloqué pour l'alternance négative.
Pour T2, c'est l'inverse.

A vrai dire, ton schéma de départ était non seulement faux, mais incomplet. En effet, les diodes ne pouvaient conduire. Il manquait au moins une résistance entre l'alim et la base des transistors pour pouvoir polariser les diodes en direct.

Le but de ces diodes est de polariser les jonctions base émetteur des transistor de manière à ce que la somme des tensions entre la source d'entrée et les émetteurs des transistors soit nulle. Ainsi la tension aux bornes de la charge est égale à celle de la source (en statique également). dans la réalité Vbe n'est jamais strictement égale à la tension Vd aux bornes d'une diode. Ca te servira pour la question 3.3.

Bref, pour résumer et justifier l'état des transistors. Imagine que Vin soit négative: le potentiel de base de T1 sera plus négatif que celui de son émetteur, d'où tendance au blocage du transistor.

A+