Ampli audio 200W simple : schéma
Nina67 - Mis à jour: samedi 4 avril 2020 12:45 Voici le schéma d'un ampli de 200 W rms simple et puissant, basé uniquement sur des composants discrets. L'ampli s'alimente avec +/-60 à +/-65 V environ et fournit 200 W rms à 8 Ohms.
Voici le schéma de l'ampli :
Schéma de l'ampli ultra simple 200W 8 Ohms
Fonctionnement de l'ampli 200W
Il s'agit d'un amplificateur de classe B, sans courant de repos.
Etage d'entrée de l'ampli
L'étage d'entrée ne repose que sur T1, qui constitue l'étage différentiel. Le signal audio arrive sur la base de T1, via le filtre R1/C1 passe haut. Ce filtre permet de polariser la base de T1 à -1,3 V environ. La contre réaction, qui définit le gain (en boucle fermée) de l'amplificateur audio, est constituée par C2, R2 et R3 et arrive sur l'émetteur de T1. T1 joue le rôle d'une paire différentielle classique. Le gain, dans la bande passante de l'ampli, est défini par 1 + R3/R2 (formule utilisée dans le montage non inverseur à ampli op) et vaut 1 + 10000/330 = 31,3.
Etage amplificateur en tension
C'est le point clé de l'amplificateur. L'amplification de tension est basée sur T2, dont le collecteur est relié à un ensemble résistif R5 - R6 et une capacité (C3) qui se comporte comme une source de courant : l'impédance dynamique vue depuis le collecteur de T2 est élevée. C3 est un condensateur de bootstrap, montage fréquemment utilisé pour sa simplicité. R7 définit une tension de 1,9V environ pour « décaler » (polariser) les bases de l'étage de puissance. Ceci limite la distorsion de croisement (zone morte où ni T3 et T4, ni T5 et T6 ne conduisent). C5 stabilise cette tension. Le choix de 1,9 V est un compromis entre deux arguments : d'une part, la tension la plus grande possible pour être à la limite de l'entrée en conduction des étages de sorties (T3, T4, T5 et T6). On pourrait alors augmenter cette tension jusqu'à 2,5 V. Cependant, la dérive en température fait diminuer la tension de seuil jusqu'à 0,45 V vers 100°C, ce qui déclenche la conduction des transistors de sortie à 1,9 V environ. La tension d'une jonction dérive de -2 mV/°C. Un asservissement en température peut être utilisé à la place de R7 qui serait avantageusement remplacée par un transistor monté sur le radiateur de puissance (« Vbe multiplier »). R7 a l'avantage de l'extrême simplicité !
Les diodes D1 et D2 avec R4 servent à limiter le courant dans T2. En fonctionnement, T2 doit devenir chaud (mais pas brûlant !).
Stabilité de l'ampli
Pour éviter des oscillations hautes fréquences dues à l'instabilité de l'ampli, on ajoute C4 et C6 (4,7 nF 250 V). C4 et C6 augmentent la marge de phase (effet Miller), cependant, ils limitent le slew rate (vitesse de balayage en tension) de l'amplificateur. Le slew rate est très lent, mais suffit pour un ampli audio standard destiné à la sonorisation de puissance. Ils doivent être placés au plus près des transistors T3 et T5.
Transistors de sortie de l'ampli
T3, R8 et T4 constitue un Darlington. R8 assure un blocage fiable de T4. De même pour T5, R9 et T6. Les diodes D3 et D4, normalement bloquées, évitent les surtensions à la sortie lorsque l'ampli sature (le volume de la musique étant trop fort !). En effet, un haut parleur présente une impédance réactive (inductive) et les diodes D3 et D4 entrent en conduction lorsque l'ampli sature, pour des raisons de continuité de courant dans la charge inductive de sortie. Les transistors de puissance sont montés directement sur radiateur pour une meilleure dissipation thermique (pas d'isolant mica ou silicone). Les transistors 2SC5200 et 2SA1943 sont donnés pour 15 A et 150 W à Tcase = 25°C. Les deux radiateurs sont donc l'un à -Vcc et l'autre à +Vcc, il ne faut jamais les relier électriquement ! +Vcc et -Vcc sont de +60V et -60V environ.
Aucune limitation en courant n'est prévue sur ce montage, on fera donc attention de ne JAMAIS court-circuiter la sortie à la masse (situation qui n'arrive pas avec des câbles Speakon) sous peine de détruire les transistors T3 à T5.
Masse dynamique -1,3 VDC de l'ampli
Considérons l'amplificateur en régime statique, sans tension d'entrée. Un décalage de tension existe entre la tension d'entrée et la tension de sortie. Ce décalage est dû au courant circulant dans R3 (qui polarise T1) et à la tension Vbe de T1. Au total, le décalage vaut environ 1,3 V. On le compense donc par le montage basé sur P1, R10 et C7. C7 crée une masse dynamique, dont la tension statique négative est ajustée à la main par le potentiomètre P1. Après avoir laissé chauffé un peu l'ampli, on tourne le potentiomètre pour avoir une tension de sortie aussi proche de zéro que possible.
Ce décalage est nécessaire à cause de la structure particulière de l'étage différentiel basé sur un seul transistor.
jeudi 28 novembre 2013 14:00
Bonjour ! un de plus en classe B, très intéressant qui ressemble le précédent tout en formant un super Darlington complémentaire. Ma question T3, T4, T5, T6 doivent se fixé sur le dissipateur afin de ne pas déséquilibrer pendant le fonctionnement à forte puissance vu ces ensemble forment la paire complémentaire.Es ce que nécessaire de fournir un petit dissipateur pour T2 ? il à besoin de combien d'ampère pour atteindre les 200W/8 Ohms merci à vous Constant