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Dec 28, 2023

±40

Pour ceux qui désapprouvent toute forme d'alimentation à découpage (SMPS) pour l'amplificateur de puissance haut de gamme Fortissimo-100, ce projet produit un régulateur de tension linéaire et symétrique de plus de 500 VA.

Pour ceux qui désapprouvent toute forme d'alimentation à découpage (SMPS) pour l'amplificateur de puissance haut de gamme Fortissimo-100, ce projet produit un régulateur de tension linéaire et symétrique de plus de 500 VA marqué par une faible tension de chute et un rendement élevé. courant et une excellente stabilité — le tout obtenu à partir de composants discrets et construit à partir d'un kit ! Sachant que presque tous les amplificateurs de puissance audio hautes performances bénéficient d'une tension d'alimentation stabilisée, cette alimentation linéaire est spécialement conçue pour une tension de sortie symétrique de ±40 V et des courants de crête de 13 A (15 A de crête atteignable). À titre d'exemple, le courant moyen consommé par un ampli Fortissmo-100 pilotant une charge de 3 Ω est d'environ 4 A par régulateur.

Il a été prouvé que l'amplificateur de puissance audio haut de gamme Elektor Fortissimo-100 fonctionne mieux avec une alimentation régulée de ±40 V, excluant une alimentation « simple » composée d'un transformateur, d'un redresseur (en pont) et d'un ensemble de câbles épais. condensateurs à réservoir. Une alimentation à découpage n'est peut-être pas tout à fait adaptée non plus, mais c'est davantage une question de goût personnel car le SMPS800RE fait du bon travail. Néanmoins, il peut y avoir des raisons impérieuses de privilégier un régulateur linéaire construit uniquement à partir de composants traversants, comme l'amplificateur lui-même. Pour que le régulateur de tension fonctionne sans pertes (creux de tension de sortie), la tension d'entrée du circuit doit dépasser la tension de sortie. d'au moins 3 V de plus, voire plus en cas de fluctuations de la tension secteur. Comparé à la plupart des SMPS (avec une large plage d'entrée de tension alternative), un régulateur linéaire est moins efficace et un gros transformateur de puissance est nécessaire avec une puissance nominale plus élevée que sans le régulateur linéaire. Aujourd'hui, la plupart des alimentations disponibles dans le commerce (« secteur ») sont marqués par des tensions secondaires normalisées. Pour créer directement ±40 VCC, un transformateur évalué à 2 × 30 V est le choix le plus probable. La tension continue à vide qui en résulte est généralement d'environ 42 Vcc, dépendant en grande partie de la régulation interne du transformateur et de la chute de tension aux bornes des diodes du redresseur. En pratique, la tension de sortie à vide d'un transformateur de puissance est toujours supérieure de quelques pour cent à celle en charge. La tension secondaire standard immédiatement supérieure est de 35 V, ce qui donne environ 49 à 50 V CC ou plus à faible puissance de sortie — près de 52 V ont été mesurés dans une configuration de test en laboratoire. Avec une charge de 8 Ω sur l'amplificateur de puissance, le régulateur nécessite une petite capacité de lissage seulement. L'avantage de la tension d'ondulation plus élevée est une perte de puissance légèrement inférieure dans le(s) régulateur(s) d'alimentation. Mais, à des impédances plus faibles, l'ondulation ne doit pas dépasser la tension de chute (43 V à 10 A). Lors d'un test en laboratoire, un transformateur toroïdal (noyau annulaire) 2 × 35 V, 300 VA avec une capacité de lissage d'une valeur de 20 000 µF s'est avéré suffisamment robuste pour alimenter le régulateur. La puissance sinusoïdale maximale (presque écrêtage) à 20 Hz et 0,1 % THD+N dans une charge de 3 Ω n'a provoqué qu'une chute de crête de 1,8 V à la sortie d'alimentation. Attention, la puissance de sortie continue est alors de 227 watts dans la charge de 3 ohms et le transformateur de 300 VA est légèrement surchargé. Cela n'a cependant pas suffi à déclencher la protection du Fortissimo-100.

La base de tout régulateur de tension consiste à mesurer la tension de sortie, à la comparer à un niveau de référence et à contrôler l'étage de sortie en conséquence pour contrecarrer tout changement. Bien que le circuit régulateur actuel suive ce concept, une différence marquée est sa tension de référence secondaire beaucoup plus élevée, qui, à un peu plus de 33 V, est relativement proche de la tension de sortie cible de 40 V. Plus la tension de référence est élevée - 33,6 V ici - plus il reste de gain à un circuit (simple) pour augmenter à la fois le rejet d'ondulation de la tension d'entrée et la régulation de la tension de sortie. En termes simples, le circuit se compose d'une tension de référence, d'un amplificateur différentiel. , et un tampon de sortie. De plus, une protection de zone de fonctionnement sûre (SOA) est ajoutée aux deux régulateurs. RegardonsChiffre1pour explorer le fonctionnement du régulateur positif.

Tension de référence