Etude d’alimentations linéaires avec transfo
Etude du redressement
Le redressement mono-alternance
Passons très vite sur le redressement mono-alternance qui n’a qu’un intérêt économique : une seule diode est utilisée . Vu le prix des diodes de nos jours, on a intérêt à l’utiliser que dans des cas très particuliers pour une alims auxiliaires de très faibles puissances .
En bas à gauche schéma de principe sans et avec filtrage capacitif ; à droite exemple d’alim symétrique à faible coût
Ces inconvénients sont :
1. point d’équilibre du transfo modifié car courant de sortie à valeur moyenne non nulle
2. une charge du transfo très mal répartie (impulsion très courtes), aggravé en cas de filtrage avec condensateur de forte valeur
3. une ondulation très importante
Le redressement double alternance avec 4 diodes :
Le transfo travaille dans de meilleures condition que pour le mono-alternance, l’ondulation est nettement plus faible. Mais si on lisse la tension de sortie avec un gros condensateur (méthode audiophile) , le courant de charge est impulsionnel . Donc des impulsions courtes et intenses . Pour une puissance donnée, le transfo dissipe plus de chaleur (et oui P=RxI2 ) .
Pour améliorer le lissage de la tension de sortie, on peut câbler un filtre passe-bas supplémentaire .
Le filtre RC est à réserver au petites puissances car R chauffe (perte d’énergie et chaleur à évacuer).
Le filtre en PI C,L,C est très souvent employé .
Il lisse effectivement bien la tension de sortie . Mais le transfo est délivre toujours des impulsions . On a fait la moitié du boulot . Vu que les semi-conducteurs sont peu chers actuellement, on a fait la mauvaise moitié (lissage de la tension de sortie) , l’autre moitié à savoir la charge du transfo est encore à faire !
On peut supprimer C1, L lisse alors le courant du pont de diode (ci-dessous à gauche) . Mais, gare aux impulsions de plusieurs centaines de Volts de borne de L !
On peut mettre une diode de roue libre en sortie du pont pour éviter çà (ci-dessus à droite). On retrouve le circuit de certaines alims à découpage . L doit être de forte valeur .
Une solution plus ancienne car datant de l’époque héroïque des amplis à lampes est la self en tête . On met la self avant le pont !
La
self se charge en courant et débite dans le pont, la tension
induite (-Ldi/dt) débloquant les diodes (0,7V de seuil) . La
tension est aussi lisse que pour les montage précédents,
mais là, le transfo travaille presque en continu . Les
impulsions de courant sont fortement atténuées !
Pourquoi n’adopte-on pas plus souvent ce montage ? Par ce qu’une bonne self (petites séries de fabrication ) coûte plus cher qu’un transfo (fabrication de masse) ! On préfère bien souvent installer un transfo torique sur-dimensionné .
Redressement double alternance avec transfo double enroulement.
L’idée est de déphaser la tension de 180° et d’appliquer deux redressements mono-alternance :
On voit que les formes d’ondes des courants et tensions sont identiques au montage double-alternance . Il faut noter cependant que chaque enroulement du transfo travaille à moitié , en mono-alternance en fait ! Le transfo est un peu gaspillé , et chauffera un peu plus et émettra plus de parasites .
Cette solution est économiquement avantageuse à cause du prix du transfo à prise médiane qui est moins cher que le vrai double enroulement (économie d’une soudure faite à la main !) . Elle est très souvent employé pour les amplis avec alims symétriques :
Même
dans ce cas, il y aura plus de parasites émis , car les deux
branches ( V+ et V- ) ne débiterons pas le même courant
et modulerons le point d’équilibre du transfo . Cette
configuration est donc entre les deux extrêmes :
mono-alternance et double alternance vraie .
On peut dans cette configuration câble des selfs avant le pont, en sortie de chacun des deux enroulements !
Si vous avez des transfos à doubles enroulements, n’économisez pas un pont redresseur ! Câblez vos alims en vrais double alternance !
Si
la prise médiane du transfo est accessible, vous pouvez couper
le fils émaillé et faire deux vrais enroulements
En chantier : simulation spice de tous ces circuits