L’alimentation d’un ampli hifi ou sono est un élément essentiel. Elle est constituée d’un transformateur, un pont de diodes et deux condensateurs. Certaines alimentations sont plus élaborées mais la version classique permet de réaliser simplement des amplis performants.

L’alimentation d’un ampli audio hifi ou sono possède généralement un transformateur, un pont de diodes et deux condensateurs. Le schéma de l’alimentation est classique :

Alimentation d’ampli de sono 2 x 100 W rms à 4 Ohms (2 x 70 W rms 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 2 x 30 V à la place d’un transfo 2 x 12 V. La tension primaire doit être 230 V (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 24 V AC fournira une tension continue de 24 x 1,414 = 33,9 V. La tension de seuil des diodes est négligée pour simplifier. Pour en tenir compte, il faut soustraire 2 x 0,7 V =1,4 V.

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 % (230 V vers 207 V, la tension de sortie chutera d’autant (40 V vers 36 V par exemple).

Voici un exemple de transfo torique, un pont de diodes et des condensateurs :

Composants d’une alimentation d’ampli de puissance

Ici, chaque moitié d’alimentation (+Vcc et -Vcc) est lissée avec 2 x 10000 uF, soit 20000 uF.

Exemple d’ampli sono artisanal 2 x 180 Wrms basé sur un transfo torique 250 VA.

La puissance RMS totale dépasse la puissance du transformateur. En effet, la puissance moyenne délivrée par l’ampli est environ 30 à 50 % de la puissance RMS maximale.

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.

Puissance du transformateur, 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 transformateur)

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).

Condensateurs pour les amplis de sono

Empiriquement, la valeur minimale semble 4700 uF. C’est un compromis entre ondulation, encombrement et prix des condensateurs. Les amplis de sono grand public utilisent souvent ce genre de valeur (3300 uF à 6800 uF). On peut encore réduire la capacité mais au détriment d’une ondulation vraiment très importante (10 V et plus !). En hifi, une valeur aussi petite que 4700 uF 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 +/-48 V, on choisit deux condensateurs 4700 uF / 63 V (pas assez de marge avec un condensateur 50 V).

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 2 x 24 V, le pont de diodes reçoit 48 V et doit supporter au moins 48 x 1,414 = 68 V. Il faut choisir un modèle 100 V 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 : 2 x 100 W rms à 8 Ohms; 2 x 140 W rms à 4 Ohms, Transfo torique 2 x 30V 160 VA

– Ampli Audiophony AS402 : 2 x 100 W rms à 8 Ohms; 2 x 200 W rms à 4 Ohms, Transfo torique 2 x 42 V 250 VA

Ampli sono Audiophony AS402 : alimentation à transformateur torique

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.

Exemple d’alimentation à découpage artisanale pour ampli audio

alimentation decoupage ampli audio

Alimentation à découpage +/-50 V pour ampli de sono

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 4700 uF, éventuellement davantage. Le pont de diodes 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.