Symétriseur d'alim : ajout d'une capa et bim, les transistors partent en saturation :/

[black templar]

Bonjour à tous,

Je suis en train de me réaliser un petit symétriseur d'alim pour convertir mon alim 15V en alim +/-7.5V.
Je n'ai pas encore d'oscillo pour faire mes tests (mais j'en récupère un dans 2 semaines ) donc pour le moment, j'utilise LTSpice pour tester mes montages.

Mon symétriseur est assez simple. On a un pont diviseur et un AOP qui asservi un push_pull. ça me permet de créer une masse virtuelle à 7.5V
Pour stabiliser cette masse virtuelle, j'ai rajouté deux capa entre cette nouvelle masse, mon -7.5V et mon +7.5V. Mais là, je rencontre un problème : dès que je met une charge, les transistors de mon push-pull, au lieu de travailler en linéaires, se mettent à commuter ! Ce qui entraine des oscillations de ma masse...

symetriseur_capa.png
symetriseur_capa_commutation.png


Si je retire ces deux capa, je n'ai plus ce problème...

symetriseur_sans_capa.png



J'avais initialement fait les tests avec comme charge, un ampli (push-pull tropicalisé) d'un sinus 4V;1kHz sur une charge de 8 ohm. Mais ici, pour simplifier, j'ai juste mis une résistance et une source de tension en sinus. Les résultats sont les mêmes.

Pourriez-vous m'expliquer pourquoi le fait de rajouter les capa, ça fait partir mes transistors en commutations ??
ça veut dire que je ne pourrais pas connecter à mon symétriseur des montages avec une impédance d'entrées capacitives ?? :/

Black Templar
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[gienas]

Bonjour black templar et tout le groupe

... Si je retire ces deux capa, je n'ai plus ce problème ...

Brancher des condensateur, chimiques qui plus est (grosse capacité), est le meilleur moyen de détruire les pauvres transistors qui se retrouvent à leurs bornes, et qui risquent leur vie.

Un simulateur ne sait pas ce que c'est de détruire un transistor. C'est du virtuel.

Dans la vraie vie, le (en fait, ici, ce sont les) transistor va se détruite à la vitesse grand V. L'intensité instantanée qui va vouloir décharger ou charger le condensateur va détruire sa jonction.

On ne met jamais un condensateur aux bornes CE d'un transistor sous peine de mort.

Elle a beau avoir été abolie en 1981, cela ne s'applique pas aux transitors.

[black templar]

OK, merci Gienas pour cette explication.

En conclusion, interdiction de mettre de grosses capa de découplage dans des montages branchés sur ce genre d'alim ! C'est bon à savoir.

[Antoane]

Bonjour,
et tant que tu es au rayon "résistances", prends-en deux de plus pour mettre sur les émetteurs de tes transistors

[A voir en vidéo sur Futura]

[erff]

Salut

Pour ce qui est du pb des oscillations, cela est sûrement lié au fait que mettre un condo implique un déphasage supplémentaire dans la fonction de transfert (Vout/V+).
L'idéal serait de faire tracer le Bode à Spice en boucle ouverte (ou à la limite de le calculer a la mano) et de voir le gain que tu as lorsque le déphasage est de -180°...Ainsi tu auras la marche à suivre...
Un élément qui me trouble c'est le fait d'avoir mis 2 diodes pour les 2 Vbe ... le courant de repos dans les transistors n'est pas prévisible (ça dépend de ses paramètres, énormément de la température etc...). De plus le fait de faire cela augmente le gain de ta boucle ouverte (car si la sortie de l'AOp augmente de qques 10mV alors le courant de collecteur d'un des transistors augmente de façon drastique à cause de la loi exponentielle liant Ic à Vbe). Ce que je testerais, c'est de mettre 3 ou 4 diodes en série, ainsi que 2 résistances sur les émetteurs (qques Ohms).. Le courant de repos sera ainsi déterminé par Vdiode/R_emetteur (si 4 diodes), et la transconductance de l'étage Push Pull sera ainsi réduite... A priori ça ne peut que stabiliser le montage.

Brancher des condensateur, chimiques qui plus est (grosse capacité), est le meilleur moyen de détruire les pauvres transistors qui se retrouvent à leurs bornes, et qui risquent leur vie.

Je n'arrive pas bien à cerner la remarque. Étant donné que la tension Vce est censée demeurer constante, les transistors sont tranquilles non ? Sauf à l'allumage éventuellement. Les pics de courant à l'allumage sont-ils rédhibitoires ?
Merci

[jiherve]

Bonjour,
Il serait prudent de placer des résistances de faible valeurs dans les émetteurs cela évitera l'emballement thermique.
Les capa peuvent être utilisées si l'on place une petite résistance série (10 ohm) entre elles et le point de CR.
JR

[black templar]

Bonjour,
et tant que tu es au rayon "résistances", prends-en deux de plus pour mettre sur les émetteurs de tes transistors

Oui, et au passage, si quelqu'un peut m'expliquer (où me donner des liens) pourquoi il y a emballement thermique si je ne met pas les résistances d'émetteur, ça m’intéresse, parce que j'ai été incapable de trouver une explication sur le net ...
Je suppose que le courant collecteur augmente la température du transistor. Cette augmentation de température joue sur le gain. Le gain augmente et le courant collecteur augmente encore.
Sauf que ma charge est fixe, donc le courant émetteur reste constant et si le gain augmente, c'est ib qui diminuera et ic diminuera de la même façon (mais vu que ib est négligeable...)

Je n’arrive donc pas à comprendre cet effet d'emballement thermique...

Autre question : est-ce que c'est pour la même raison qu'il faut mettre une résistance entre l'émetteur et la masse dans un miroir de courant NPN ?


Black Templar

EDIT : @erff : merci, je vais tester tout ça !

[erff]

Oui, et au passage, si quelqu'un peut m'expliquer (où me donner des liens) pourquoi il y a emballement thermique si je ne met pas les résistances d'émetteur, ça m’intéresse, parce que j'ai été incapable de trouver une explication sur le net ...

Il est admis que pour un Vbe donné, le courant Ic double tous les 10°.. (de façon équivalente, on admet que pour un Ic donné, Vbe décroît de 2mV par degrés).
Donc dans ton cas, les Vbe sont imposés constants par les diodes ... Donc si la température augmente de 10° alors le courant de repos Ic double, donc les pertes (7.5*Ic) augmente...donc la température monte etc...
Une astuce pourrait être de monter les diodes sur le même dissipateur que les transistors : comme ça si la température augmente, les diodes sont aussi affectées donc leur tension de seuil descend et calme la croissance de Ic.

[Antoane]

Si le Vf des diodes était le même que le Vbe des transo, il n'y aurait pas de problème. Mais ce n'est pas le cas.
On modélise la jonction be du transistor par une source de tension Vbe° en série avec une résistance (très faible) Re.
Tant que Vbe=Vbe°+Re*Ic (Ic le courant de collecteur) est égal au Vf des diodes, il n'y a pas de problème. Si maintenant, Vf augment, ou, plus probable : Vbe° diminue (effet de la température...)
alors le courant Ic va augmenter, pour atteindre (Vf-Vbe°)/Re. Comme Re est très faible, Ic augmente de beaucoup. Au passage, ça fait chauffer la jonction, donc Vbe° diminue encore, donc Ic augmente... c'est l'emballement thermique. Pour éviter ça, on va augmenter Re en ajoutant une résistance d'émetteur.
post 2 & 3 : http://forums.futura-sciences.com/el...questions.html

Ici, comme il y a contre-réaction avec l'AOP, les deux diodes et les "résistances de base" ne sont pas nécessaires : tu peux directement relier les deux bases des transistors ensemble, reliées à la sortie de l'AOP. Ajouter quand même une résistance entre les bases et les émetteurs, pour que la sortie de l'AOP n'oscille pas entre -Vbe et +Vbe lorsque le courant de masse est faible.


PS : grillé.

[jiherve]

Bonsoir,
Si vous aviez commencé avec les transistors germanium vous vous seriez déjà frotté à l'emballement thermique là c’était inévitable si aucune précaution n’était prise.
JR

[Tropique]

La compensation des AOPs classiques donne une marge de phase de ~90° dans une grande partie de la bande passante; lorsqu'on ajoute un pole supplémentaire causé par la résistance de sortie et une charge capacitive, la marge approche 0 pour des fréquences suffisantes --> instabilité.
Que ce soit directement la sortie ou des buffers intermédiaires ne change rien.
Il faut soit employer des AOPs spécifiquement compensés pour ces situations, LF156 p.ex., ou appliquer une compensation feedforward, directement entre la sortie et l'entrée -, avec une résistance d'isolation ou juste les buffers dans ce cas ci.
Il est aussi possible de mettre une capa tellement élevée qu'elle influe directement la compensation et force la stabilité, mais ça dépend des caractéristiques de l'AOP: dans certains cas, la valeur devrait être impossiblement élevée.

Pour la stabilité thermique, il faut que le gain du système soit <1: si un incrément de dissipation cause une augmentation de dissipation plus grande, le système est instable et s'emballe.
L'incrément de dissipation initial chauffe la jonction d'une valeur calculable par la résistance thermique et le produit Ic*Vce, et chauffe simultanément la jonction de compensation éventuelle. Si le résultat global est trop grand, il y a emballement malgré la compensation. Idem s'il y a un retard temporel trop grand dans la compensation.