Alimentation à transfo pour ampli audio

Alimentation à transfo pour ampli audio

L'alimentation d'un ampli audio (hifi ou sono) comporte généralement un transfo, un pont de diodes et deux condensateurs. Le schéma de l'alimentation est classique :

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Alimentation d'ampli de sono 2x100Wrms à 4 Ohms (2x70Wrms à 8 Ohms)

Le transfo doit avoir un point milieu qui sert de masse. La tension secondaire est primordiale : on ne peut mettre un transfo 2x30V à la place d'un transfo 2x12V. La tension primaire doit être 230V (attention, danger avec la tension secteur !). Si le secondaire est formé de 2 enroulements séparés, les 2 enroulements doivent être mis en série correctement. Il faut s'assurer qu'entre leurs extrémités, il y a la tension double et non zéro (ce qui traduirait une opposition de phase entre les enroulements).

Tension de sortie de l'alimentation de l'ampli

La tension secondaire est redressée par un pont de diodes (pont de Graetz) et lissée par des condensateurs. La tension de sortie se calcule en prenant la tension du transfo multipliée par 1.414 (racine carrée de 2).

Par exemple : un transfo de 24V fournira une tension continue de 24x1.414=33.9V.

La tension de seuil des diodes est négligée pour simplifier. Pour en tenir compte, il faut soustraire 2x0.7V=1.4V.

Lorsque du courant est consommé sur l'alimentation (aux bornes des condensateurs), la tension chute et l'ondulation augmente. En pratique, elle doit être dimensionnée pour ne pas chuter de plus de 20%.

La tension de sortie est proportionnelle à la tension du secteur. Si le secteur chute de 10% (230V vers 207V, la tension de sortie chutera d'autant (40V vers 36V par exemple).

Voici en image un transfo torique, un pont de diodes et des condensateurs.


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Composants d'une alimentation d'ampli de puissance

 

Ici, chaque moitié d'alimentation (+Vcc et -Vcc) est lissée avec 2x10000uF, soit 20000uF.

 

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Ampli de sono artisanal 2x180 Wrms basé sur un transfo torique 250VA.

 

Dimensionnement du transfo pour les amplis de sono

Un dimensionnement plutôt minimaliste mais utilisé dans beaucoup d'amplis de sono du commerce figure ci dessous. C'est un compromis acceptable entre poids, prix et performances de l'ampli.
Alimentation a transfo pour ampli audio 3
Puissance du transfo, tension du transfo et puissance de l'ampli

Ce tableau présente les relations entre puissance nominale du transfo, puissance de l'ampli de sono (en hifi, le dimensionnement du transfo est très différent !) et tensions.

- La puissance nominale du transfo vaut (seulement) 60 à 80% de la puissance de l'ampli !
- La tension que délivre le transfo est proportionnelle à la racine carrée de la puissance de l'ampli (ou du transfo...)
- La tension d'alimentation continue symétrique est égale à la tension délivrée par le transfo multipliée par 1.414 (à deux tensions de seuil près).

Les amplis sono ont presque toujours des transfos toriques : moins lourds, moins d'échauffement (le cuivre est apparent sur un maximum de surface d'échange avec l'air ambiant).

Dimensionnement des condensateurs pour les amplis de sono

Empiriquement, la valeur minimale semble 4700uF. C'est un compromis entre ondulation, encombrement et prix des condensateurs. Les amplis de sono grand public utilisent souvent ce genre de valeur (3300uF à 6800uF). On peut encore réduire la capacité mais au détriment d'une ondulation vraiment très importante (10V et plus !). En hifi, une valeur aussi petite que 4700uF semble ridiculement faible. La tension nominale doit être supérieure de 10 à 20% au moins par rapport à la tension mesurée à vide.

Exemple : si l'alimentation donne +/-48V, on choisit deux condensateurs 4700uF/63V (pas assez de marge avec 50V).

Dimensionnement du pont de diodes pour les amplis de sono

Le pont de diodes doit suivre deux spécifications :

- tension que supportent les diodes en inverse : c'est la tension crête du transfo. Pour un transfo 2x24V, le pont de diodes reçoit 48V et doit supporter au moins 48x1.414=68V. Il faut choisir un modèle 100V minimum.

- courant : on peut choisir le courant nominal du transfo avec une certaine marge.

Puissance du transfo d'alim et puissance de l'ampli

La puissance nominale du transfo peut être inférieure à la puissance totale RMS de l'ampli. En effet, la puissance nominale d'un transfo est une puissance à respecter sur le long terme. On peut largement dépasser (5 fois et plus !) la puissance du transfo pendant quelques secondes, à condition qu'il ait le temps de refroidir ensuite. L'inertie thermique importante régule la température des bobinages. C'est le pari que font les constructeurs d'amplis de sono grand public et professionnels. De plus, l'impédance des haut parleurs est en moyenne deux à trois fois plus élevée que l'impédance nominale. Un haut parleur de 8 Ohms se comporte, sur l'ensemble du spectre audio, plutôt comme une impédance de 20 Ohms. Même dans un ampli poussé à fond, ce sera rarement le transfo qui grillera !

Exemples d'amplis sono du commerce

- Ampli Expelec PXA2800

2x100Wrms à 8 Ohms
2x140Wrms à 4 Ohms
Transfo torique 2x30V 160VA

- Ampli Audiophony AS402

2x100Wrms à 8 Ohms
2x200Wrms à 4 Ohms
Transfo torique 2x42V 250VA

 

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Vous trouverez plus de détails dans l'article sur l'ampli Audiophony AS402.

- Ampli Ibiza AMP-300-S

Dans cet ampli, les condensateurs sont un ensemble de 2x1000uF/50V en parallèle. Très très économique...

Vous trouverez plus de détails dans l'article sur l'ampli Ibiza AMP-300-S.

Alimentations à découpage pour ampli

De plus en plus d'amplis de sono sont équipés d'alimentations à découpage. Elles remplacent les transfos classiques et les gros condensateurs, tout en étant vraiment plus légères et moins encombrantes.

Conclusion sur les alimentations d'ampli audio

En sono, le transfo est sous dimensionné : sa puissance nominale ne vaut que 60 à 70% de la puissance totale de l'ampli. Les condensateurs sont souvent des 4700uF, éventuellement davantage. Le pont de diode est dimensionné en fonction de la tension et du courant nominal du transfo. L'ampli de sono possède une alimentation judicieusement sous dimensionnée, ce qui le rend plus léger et aussi moins cher.

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  Alimentation à transfo pour ampli audio , publié par nina67 le 28 Mars 2012
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Nina67
20 COMMENTAIRES
Linear

Bonjour Nina tu dit (en hifi, le dimensionnement du transfo est très différent !) de l'ordre de combien différent.Puissance total X 1.2 ex:50 Wrms Stereo = 100 Wrms X 1.2 = 120 Wrms pour le transfot ou 20% plus puissant pour assuré un fonctionnement très fiable.

Nina67

Bonjour, En hifi, le transfo fait plutot 1.2x à 1.5x la puissance totale de sortie de l'ampli hifi. Pour un ampli hifi de 2x50Wrms, la puissance du transfo sera de 120 à 150VA. En sono, le transfo fait plutot 0.6 à 0.8x la puissance totale de l'ampli.

titinum

bonjour, je débute dans l électronique et je ne comprend pas pourqoui il faut un transfo avec 2x30v et qu on se sert que d une sorti

nina67

Bonjour titinum, la plupart des amplis ont besoin d'une tension symétrique pour pouvoir créer les alternances positives et les alternances négatives du signal musical qui va vers le haut parleur. La tension qui va vers le haut parleur est toujours alternative. Cordialement

marck

Bnjr nina67 j'aimerais savoir si j peut rajouter des bobines a mon alimentation et aussi je n'ai pas un transfo a point milieu mon transfo 500 va 70 v comment gérer ça. Merci

nina67

bonjour marck, vous n'avez donc qu'un transfo qui donne 1 x 70V sans point milieu. Il va générer une tension simple de 100V DC environ; Si vous réalisez un ampli stéréo, il faut créer un point milieu et insérer un condensateur de liaison (2200uF 100V) entre la sortie de l'ampli et le + du haut parleur. Si vous souhaitez réaliser un ampli bridgé mono (comme l'ampli 500W-1000W présenté sur astuces pratiques), vous pouvez vous contenter de créer le point milieu pour l'entrée et brancher le HP direct entre les sorties de l'ampli. Cordialement

marck

Bnjr nina67 j'ai réalisé un petit symetriseur a 2 diodes 1N5404 et 2 condo ça me donne 1 tensions de 92v par condo et une tension cumulée de 180v le point milieu est bien la.j'aimerais savoir si c'est pas trop pour l'ampli mono et si ça n'aura pas un effet sur la puissance de l'ampli, mon transfo est de 500 va. Merci..

nina67

Bonjour marck, ce qui pose problème, c'est la tension d'alimentation (+/-90V environ) qui est trop élevée pour l'ampli. En revanche, je pense qu'il vaudrait mieux mettre deux diodes 1N5404 en parallèle vu les courants mis en jeu dans ce cas. Cordialement

marck

Bnjr nina67 j'aimerais savoir si je peut abaisser cette tension de +/-90v avec de simples diviseur s de tension avec des résistances de puissance et si oui l'ampli va t'il beaucoup perdre en. Puissance? merci!

nina67

Bonjour, non, vous ne pouvez pas abaisser la tension et en exploiter de la puissance avec un diviseur de tension. Si vous avez +/-90V, c'est comme ca ! En revanche, vous avez peut etre un transfo 230 110V pour abaisser la tension que reçoit le transfo de l'ampli et du coup abaisser aussi le secondaire en conséquence... Cordialement

Didier

Bonjour Nina67 et bonne année aussi, lorsque tu dit "Dimensionnement des condensateurs pour les amplis de sono" 4,700UF semble ètre le minimum.dans une alimentation réguler et controler (voltage mode control). comment fait t'ont pour savoir combien il faut installer.Le fait que le voltage et controler j'ai fait des test a 1,000 UF le voltage ne bout pas meme a 470 UF et plus de 2 ARMS de sortie par voltage ±.

nina67

bonsoir Didier ! Bonne année à vous ! Plus les condensateurs sont de forte valeur, moins l'ondulation résiduelle sera importante. C'est empirique et cela dépend de l'ondulation acceptable. Les puristes peuvent choisir 10000uF ou 22000uF alors que les amplis bas de gamme se contentent parfois de 2200uF sur une alimentation autour de 50VDC.(on voit donc seulement 2 condensateurs 2200uF). Le courant d'ondulation n'est pas critique pour ces applications (transfo 50Hz). Cordialement

Didier

Moi ce que je veut dire Nina c'est si le voltage est controler par le SMPS.Ici le voltage ne change pas il est controle meme si la charge de sortie est de 0.1A a ± 2.0A RMS le voltage reste toujour pareil et j'ai placer des condencateurs de 470UF seulement et le voltage de sorti reste pareil. Ce que je veut savoir c'est de quel façon doit ton calculer les condencateurs de sortie lorsque le voltage est controler par un IC.

nina67

Bonjour Didier, il n'y a pas de formule simple et générale comme ça, en revanche pour la plupart des circuits intégrés contrôleurs d'alimentation, la datasheet et les notes d'applications donnent les valeurs typiques.

harl

Bonjour nina comment brancher deux diodes en pont pour un transfo symétrique 2x60volt pou avoir 2 x de 2x60volt pour alimenter deux ampli 500 a1000watt et le valeur des condensateurs ?

nina67

Bonsoir harl, je ne comprends pas bien, mais à partir d'un transfo 2x60V, vous aurez +/-84V environ... typiquement comme condensateur 10000UF ou au moins 4700uF 100V. Cordialement

harl

Bonjour nina ,deux (02) ponts de diode a un seul alimentation symétrique pour avoir deux alimentations double symétriques comme +84 0 -84 et un autre aussi

nina67

Bonjour harl, oui, c'est possible en branchant les entrées AC des 2 ponts de diodes ensemble sur le secondaire et chaque alimentation aura la masse commune (point milieu du transfo qui est donc aussi le point milieu des condensateurs). En revanche, il est impossible de bridger ces deux amplis mono entre eux pour espérer obtenir 1x2000W.

pavie

bonjour j ai une baffle amplifier de 100WATTS SANREGLAGE DE VOLUME COMMENT RESOUDRE CE PROBLEME MERCI

nina67

Bonjour pavie, vous pouvez ajouter un potentiomètre de cette façon : http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/comment-brancher-un-potentiometre

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