Schéma et réalisation ampli bridge 300W

Voici un schéma simple et complet ainsi qu'un exemple de réalisation d'ampli de sono bridgé. L'avantage de cet ampli est de produire une grande puissance de sortie avec une tension d'alimentation réduite. Il s'agit en fait d'un ampli stéréo qui a été adapté pour en faire un ampli mono bridgé. Pour réaliser un ampli stéréo, il faut créer deux exemplaires de ce schéma. Ici, on obtient jusqu'à 300 Watts efficaces (RMS) à 8 Ohms avec une tension d'alimentation de +/-40V seulement.

L'ampli mono bridge présenté ci dessous existe en variante classe B et classe AB (réglage d'un courant de repos possible). L'alimentation est faite avec une tension de +/-40V environ issue d'un transformateur 300VA 2x30V.

Le circuit imprimé possède l'ampli bridgé lui-même, une limitation en courant intelligente ("VI limiter") destinée à protéger les transistors de sortie et une temporisation à l'enclenchement par relais.

Le but de cet ampli est d'alimenter un caisson de grave de sono.

Réalisation du circuit imprimé de l'ampli mono bridge

Le circuit imprimé est conçu pour s'adapter au morceau d'aluminium qui établit la jonction entre les transistors et le radiateur. Cette équerre en aluminium était initialement prévue pour des transistors en boitier TO3. Voici le circuit imprimé en remplacement de l'ancien :

Circuit imprimé de l'ampli mono bridgé 300W : ampli, protection, temporisation et filtrage d'alimentation

Circuit imprimé de l'ampli mono bridgé 300W : étamage au flux de soudure et au fur à souder

Dans la nouvelle version de l'ampli bridge, on utilise des transistors Darlington en boitier TO247 plus classiques. Ce sont des TIP142 et TIP147 (100V 10A 125W) :

Transistors Darlington NPN (TIP142) et PNP (TIP147) 10A 100V

Après montage des composants de l'ampli :

Ampli mono bridge 300W rms réalisé avec protection et temporisation à l'enclenchement

Voici le circuit imprimé vu de dessous : quelques composants sont montés directement du côté cuivre :

Circuit imprimé de l'ampli mono bridge 300W

En vue plus détaillée sur la fabrication artisanale de l'ampli :

Vue de dessous du circuit imprimé de l'ampli bridge

Détail du montage des transistors de puissance : ils sont montés sur l'équerre en aluminium avec isolants silicone :

Transistors de sortie montés (TIP142 et TIP147) sur l'équerre en aluminium

En comparaison : l'ancien et le nouveau circuit imprimé de l'ampli :

Circuits imprimés de l'ampli 300W : ancien et nouveau

L'ancien circuit imprimé est typique d'une époque :

Circuit imprimé de l'ampli 300W (ancien)

Le transformateur d'alimentation donne 2x30V environ et 300VA de puissance nominale :

Transformateur d'alimentation de l'ampli 300W 2x30V

L'ancien transformateur fonctionne bien : on le réutilise tel quel, sachant qu'il est déjà fixé dans le châssis de l'ampli, cela fait du travail de montage en moins. De même pour les potentiomètres de volume de l'ampli. Le circuit imprimé est installé dans l'ampli :

Montage en cours du nouveau circuit imprimé dans l'ancien ampli

Le potentiomètre de l'ampli est simplement remplacé par un neuf, fixé en lieu et place de l'ancien :

Potentiomètre de volume de l'ampli mono bridge

Schéma de l'ampli mono bridge 300W classe B

Voici deux schémas possibles pour réaliser l'ampli bridge. La version réalisée ici et le typon sont la version classe B (sans courant de repos) :

Schéma ampli mono bridge 300W : un schéma plutôt simple

Les composants bleus correspondent à la protection (limitation en courant dépendant de la tension aux bornes du transistor de sortie : un "VI limiter"). R12 donne une image du courant de sortie et fonctionne de façon bidirectionnelle : le courant circule dans les deux sens, contrairement aux résistances d'émetteur dans les amplis classiques. Cela a l'avantage de n'utiliser qu'une seule résistance 0,22 Ohm, mais sa dissipation moyenne est le double (choisir un modèle 5W).

Il n'y a pas de protection de la partie inférieure de l'ampli étant donné que cela serait redondant avec la partie supérieure. Aucune protection ni résistance de lecture de courant n'est donc nécessaire.

La partie inférieure du schéma est la partie qui génère un signal inversé (gain : -1). Ce qui correspond à l'entrée de cette partie (base de T9) est donc relié à la masse directement.

R6 et son équivalent sur la partie inférieure doivent être déterminées précisément pour avoir 1,8V aux bornes de R7 et son équivalent. Cela permet une polarisation qui évite tout courant de repos, même lorsque les transistors de sortie chauffent et que leur tension Vbe diminue (jusqu'à 0,45V par jonction).

Le gain global en tension de l'ampli vaut +96. La partie supérieure donne un gain de 1+R11/R10 = 48. La partie inférieure donne un gain de -1, et la tension entre les deux est donc amplifiée d'un gain de 96. Si on souhaite réduire ce gain, il faut augmenter R10 (et c'est tout !).

Schéma ampli mono bridge classe AB

Si vous souhaitez réaliser cet ampli avec courant de repos, il faut ajouter quelques éléments (une polarisation basée sur le transistor T4) :

Schéma ampli mono bridge classe AB 300W

Il faut placer les potentiomètres sur leurs valeurs maximum avant de mettre sous tension l'ampli. Plus le potentiomètre prend une petite valeur, plus la polarisation sera prononcée. Un courant de repos inférieur à 50mA est recommandé pour éviter une dérive thermique. T4 devra être monté sur le radiateur à proximité des transistors de puissance. Un emballement thermique est possible si la chaleur dissipée par les transistors Darlington n'a pas le temps d'arriver jusqu'à T4.

Typon de l'ampli mono bridge

Voici en annexe le typon de l'ampli mono bridge présenté ici, en classe B. La polarisation se fait par R7 seulement et un condensateur en parallèle avec R7 :

Typon de l'ampli mono bridge 300W (format 170 x 113mm)

Le typon est à imprimer comme ci-dessus (c'est-à-dire à l'envers). Il sera placé à l'envers sur le circuit imprimé photosensible pour que l'encre soit du côté du circuit imprimé. Cela donne une meilleure précision de gravure. On a tout intérêt à imprimer à deux exemplaires le typon et les superposer (le noir sera bien noir).

Bonnes réalisations à vous !