Problème avec un ampli de classe D: rendement médiocre

[invitebb49ef80]

Mais là mon ampli marche parfaitement avec le nouveau LM393 et il crache 11.8volts et 7,4a
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[invite936c567e]

Comme je viens de l'expliquer, les mesures ne sont pas significatives, et de toute manière la conception du montage réalisé ne permet pas d'atteindre un comportement correct. Tu as juste construit une bouse qui te paraît marcher.

De plus, si tu ne t'es pas trompé dans le niveau des mesures, alors la durée de vie des composants ne va pas être très longue, et comme le brouillage radio généré risque d'en gêner plus d'un dans ton voisinage, tu risques de bientôt voir les gendarmes frapper à ta porte.

[Black Jack 2]

Bonjour,

L'impédance d'un haut-parleur (j'ai bien écrit impédance et pas résistance) n'est pas vraiment conforme à celle que tu penses, ce n'est pas un simple RL.

Voila juste pour info, celle d'un 8 Ohms, la résistance DC de celui montré est de 6,5 ohms et l'impédance reste proche de 8 ohms sur une large gamme de fréquences audibles.

[invite5637435c]

Que viennent faire des Watts RMS dans cette galère??

[invite936c567e]

L'impédance d'un haut-parleur (j'ai bien écrit impédance et pas résistance) n'est pas vraiment conforme à celle que tu penses, ce n'est pas un simple RL. (...)

Je ne pense pas que tu saches ce à quoi je pensais.

La pointe d'impédance qu'on constate à basse fréquence est due au comportement électromécanique du haut parleur (résonance mécanique amortie), ce qui explique que la caractéristique électrique ne soit pas équivalent à une simple cellule RL. Mais je ne parlais pas de ça.

En effet, dans le cas présent le montage ne fonctionne pas seulement dans le spectre audio. La fréquence de hachage du pont étant de l'ordre de 70kHz et avec un taux d'harmoniques élevé, on doit prolonger la courbe bien au-delà des 20kHz pour s'apercevoir que l'impédance devient de plus en plus inductive (la bobine mobile du haut-parleur n'ayant plus le temps de bouger), puis que pour des fréquences très élevées les phénomènes magnétiques (saturation, hystérésis) finissent par entraîner des comportements non-linéaires.

Par ailleurs, si on n'a pas apporté un soin particulier au choix de la bobine de filtrage placée en série avec le haut-parleur, il est probable qu'aux fréquences élevées elle ne se comporte plus non plus comme une inductance.

Voici la courbe d'impédance d'un woofer de 4Ω qui montre que même sans aller chercher les hautes fréquences, la nature inductive de son moteur finit par prendre le dessus (>100Ω à 20kHz) lorsque l'inertie de sa masse mobile l'empêche de vibrer suffisamment :

[Black Jack 2]

Bonjour,

60 Wmax et 30 Wrms ...

C'est un coup des Américains qui aiment bien paraître. Ils aiment les "grosses valeurs".

En Europe, on mesure les watts correctement (en sinusoïdal) ... mais aux USA, on fait U*I en utilisant les valeurs max (et pas efficaces) de U et de I.

Et donc un HP (ou un ampli) de 30 W (Europe) est annoncé 60 W aux USA ... Mais c'et le même bidule.

[Black Jack 2]

Rebonjour,

le woofer (grave) qui restitue des sons jusqu’à une fréquence de l’ordre de 100 Hz ;
le bas médium dont l’ordre de grandeur de la bande passante est 50 – 300 Hz ;
le médium de bande passante de l’ordre de 200 – 2 500 Hz ;
le tweeter est un haut-parleur destiné à reproduire les sons aigus (de hautes fréquences). Elles se situent en général entre 2 000 et 20 000 Hz, ce qui correspond au seuil maximal audible par l’homme.

Et donc l'impédance à 20 kHz d'un Boomer est sans intérêt ... c'est bien au delà de la fréquence qu'il est capable de restituer.

Si on a une enceinte constituée des 4 types de HP, si elle est bien faite, elle a une impédance quasi égale pour toutes les fréquences audibles.

Mais évidemment si on tente de passer du suraigü dans un woofer seul ou des fréquences très basses dans un tweeter seul, alors on peut avoir n'importe quoi comme impédance, mais je présume que ce n'est pas ce qui est fait dans le cas de la question posée.

Je reste donc plus que dubitatif sur "3V, 20 mA pour le HP" ... sauf si on a un HP biscornu et bien s'il est utilisé pour des fréquences (acoustiques) tout à fait en dehors de celles pour lesquelles il est prévu.

[invite936c567e]

J'ai juste donné l'exemple du woofer pour montrer la tendance qu'a l'impédance d'un haut-parleur à augmenter au-delà de sa plage de fréquence de fonctionnement.

Quand on mesure une tension hachée à 70kHz, on ne se limite pas aux fréquences audio. Il est donc fort possible que, du fait d'un filtrage insuffisamment efficace, voire perturbateur, une bonne part de la mesure de la tension aux bornes du haut-parleur résulte des composantes du signal à 70kHz, 140kHz, 210kHz, etc. pour lesquelles l'impédance est beaucoup plus élevée que dans la bande audio.

Cela dit, ça n'empêche pas non d'avoir affaire à des mesures erronées : les couples de mesures 3V/20mA et 11,8V/7,4A ne correspondent pas entre elles (j'imagine qu'il s'agit pourtant du même haut-parleur avec une même impédance dans les deux cas) ni ce à quoi on pourrait s'attendre avec un ampli fonctionnant normalement.

[bobflux]

Il est donc fort possible que, du fait d'un filtrage insuffisamment efficace, voire perturbateur

Y a pas de filtre en sortie dans cet "ampli"...

[invite5637435c]

Je pense que PA5CAL veut parler de l'alim.

[invite936c567e]

Je parlais de la bobine branchée en série avec le haut-parleur, censée faire office de filtre passe-bas, j'imagine.

[bobflux]

Le filtre devrait être un vrai filtre LC, identique sur les deux pôles de la sortie qui est symétrique. Là, comme il y a juste une inductance ça va filtrer que dalle, mais en plus elle est d'un seul côté donc elle va convertir le mode différentiel en mode commun ce qui fait que le câble du HP devient une antenne bien plus efficace...

[invite936c567e]

... D'où ma remarque sur le brouillage et la possible visite des gendarmes. Les premières victimes seront probablement les possesseurs de stations météo et d'horloges radio-pilotées (DCF77), et les transmissions en grandes ondes et ondes moyennes.

[Black Jack 2]

Bonjour,

A vérifier à partir des datasheets ...

Lorsque la tension commune des gates des FET d'une même chaîne passe vers la moitié de la tension d'alimentation, les 2 transistors sont commandés ON.

Cela ne dure que très peu de temps à chaque commutation ... mais pendant ces "courts instants", l'alimentation est en presque court circuit à travers les 2 transistors.

Ceci pourrait bien entraîner une consommation supplémentaire de quelques Watts dissipée dans les transistors de puissance.

[invite936c567e]

Problème déjà évoqué aux posts #27 et #28. Et les datasheets des IRF630 et IRF9630 le confirment.

[Black Jack 2]

Ah oui, je n'avais pas vu ces messages, c'est un grand classique et pourtant beaucoup s'y prennent les pieds.

[invitebb49ef80]

Je vais quand même pas avoir les flics chez moi pour un si faible signal. Mais juste comment j'ai 7,4a en sortie alors que mes mosfets sont des 6,5a?

[invite936c567e]

Si tu mesures 7,4A en courant moyen, alors les pics de courant doivent être beaucoup plus élevés. Et pour info, ça représente déjà dix fois plus que la puissance consommée par une CB. La portée dépend des éléments faisant office d'antenne, mais elle risque de ne pas être négligeable. De plus, compte tenu de la nature impulsionnelle des courants, le brouillage produit couvre une large bande de fréquences.

De toute manière, le problème n'est pas la visite éventuelle des gendarmes, mais le brouillage que le montage fait subir à tout le voisinage, et le fait que, pour la suite, le schéma utilisé constitue un très mauvais exemple sur le plan des connaissances en électronique.


Comme je l'ai indiqué plus haut, les transistors MOSFET sont surdimensionnés et supportent un courant bien plus important. Dans les datasheets, le courant impulsionnel maximum est donné à 36A pour l'IRF630 et 26A pour l'IRF9630.

Par ailleurs, lorsque les datasheets indiquent des courants continus maximums de 9A (6A à 100°C) pour l'IRF630 et 6,5A (4A à 100°C) pour l'IRF9630, il s'agit d'une partie des limites garantissant un bon fonctionnement sans destruction (il existe d'autres limites, thermique notamment). Mais c'est la mise en œuvre de ces composants qui détermine le courant qui les traversera effectivement, lequel pourra être inférieur ou supérieur à ces limites selon la situation.