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Amplis_dérivés d'ACT

Message » 04 Nov 2017 17:13

ouf il n'y a pas que moi qui fait des erreurs de participe passé
Inattention , car en général je veille à les éviter. J'ai eu un collègue, qui était major de sa promo à Sup Elec et qui faisait 5 fautes d'ortographe par lignes. Ca ne l"a pas empêché d'être techniquement un type très fort.

Je ne pense pas que court circuiter l'AD soit une bonne idée. Parce qu'il ne manquera pas de s'échauffer, d'autant que les limiteurs d'intensité dans les alims sont absents.
A l'inverse de ce que j'avais supposé en première approximation, le gain de l'étage de puissance s'approche de celui en BO, ce qui ne facilite pas la limitation.
La limitation par les miroirs marche très bien et n'affecte qu très peu l'AD. Je reste sur ce dispositif.

u fait le SOA me démange pour la V3, mais je n'arrive pas à trouver un truc super hyper simple...
réaliser un multiplicateur 4 qudrants, 2*2 dans notre cas, suffisamment précis, n'a rien de simple. Ceux qui le permettaient , et peu onéreux, sont obsolètes.
Un OTA (double) à moins d"1€, genre LM13700 peut sans doute le permettre, à creuser!!!
J-C.B
 
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Message » 05 Nov 2017 12:49

Bonjour et merci pour tes remarques,
pour la protection, disons que je constate des difficultés (à la simulation) mais on améliore en augmentant la résistance de 20ohms du RC de filtrage, c'est donc cette dépendance avec la fluctuation de l'alimentation sur les fortes charges qui me soucie. je continue de creuser bien sur.

pour ma version à ths6022, il faut utiliser des zener de 12V au lieu de 15V pour les cascodes. ça réduit la dissipation à 320mw au lieu de 520 et en recalculant toutes les valeurs de résistances (un calvaire) on arrive à une solution optimale. adjugé.

pour le soa , je me demande dans quelle mesure un micro ATTiny, pourrait gérer la situation. coté échantillonnage on peux tourner avec un temps de réponse dans les 50us.
on pourrait le brancher en flottant sur le Vout, alimenté par une ccs+shunt 5V ou symétriquement avec 2 ccs et 2d zeners 2.5Volts, de cette façon la lecture du courant dans les shunts des mosfets est plus propre et simple, et on peux commander un jeux de transistors qui agit dans les gates des mosfets. un truc comme ça à 5 euros
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maxidcx
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Message » 05 Nov 2017 17:03

ou plutôt un étage de clamping à base de nmos montés comme les relais statiques:
Image

mais ça reste une protection tout ou rien : si le seuil soa est dépassé, on clamp les gate pour que les mos ne conduisent plus, par exemple 1 seconde.
l'avantage c'est aussi de pouvoir gérer la montée et la descente de la tension d'alimentation pour ne libérer les mos que lorsque les alims sont stables.
l'attinny a aussi un capteur de température...
et puis avec le soft qui va bien on a une protection DC
on peux aussi ajouter un opto coupleur pour couper l'alim principal (entrée Error sur hypex par exemple)
ou envoyer un signal serial 9600 bauds vers un autre périphérique...
maxidcx
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Message » 05 Nov 2017 19:08

Intéressant, reste à savoir comment l'ensemble se comporte sur un CC et sur une faible charge complexe.
J-C.B
 
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Message » 06 Nov 2017 9:06

et puis avec le soft qui va bien on a une protection DC
Pas à partir de ce shéma qui n'a aucune référence à la masse.
J-C.B
 
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Message » 06 Nov 2017 9:16

effectivement, je pense que pour l'essentiel c'est lié à la stabilité d'alimentation sur l'attiny pendant la période transitoire , donc à la taille de la capa C1, et à la possibilité de mettre les nmos de clamping en conduction par défaut via une resistance de rappel (R3) qu'il faut peut être mettre plutôt sur le V+.
il faut aussi vérifier qu'au démarrage de l'attiny (phase de reset) la patte de commande (mosi) ne dérive pas un courant qui influerait la conduction des nmos. voir mettre un mosfet supplémentaire de commande pour éviter cela.

pour ce qui est du temps de réponse, en fait il faut lancer 3 acquisitions , conditioner, muultiplier et tester , donc 50us c'est optimiste.
on peux aussi faire une intégration du carré du courant pour évaluer la dissipation thermique et avoir une protection plus rapide que celle du capteur de température

J-C.B a écrit:
et puis avec le soft qui va bien on a une protection DC
Pas à partir de ce shéma qui n'a aucune référence à la masse.

exact, sauf si les alims V+ et V- sont symetriques... et pas sur que l'on peux utiliser l'entrée "adc0" qui est couplé avec le Reset
maxidcx
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Message » 06 Nov 2017 9:29

50us c'est optimiste.
D'autant que le temps de conversion des ADC est de 65 à 260µs. :)
1ms max me parait plus raisonnable.
J-C.B
 
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Message » 06 Nov 2017 9:30

pour 200khz de ADC clock, mais on peux la pousser a 1mhz...
on va finir par mettre un cortex-m0 pour remplacer un double ota, vive l'ere digitale
maxidcx
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Message » 06 Nov 2017 10:07

pour les IRFP240 la courbe SOA montre une tenue de 50A à 60V pendant 100us. impressionnant; ca chute à 15A pour 1ms. mais ce sont des mosfet de commutation. dificile de savoir comment les exicon se comportent. on peux penser qu'il supportent leur courant max pendant 1ms à 60V.
Il faut peut etre garder une protection surintensité 8/16A en "hard" ne serait ce que pendant la phase de devlopement du soft :ko:
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Message » 06 Nov 2017 10:55

Pour les IRF, comme pour beaucoup de semi-conducteurs il faut tenir compte de la température à laquelle ils risquent d'être portés. Ce qui réduit considérablement l'aire d'utilisation.
Image
En ce qui concerne la puissance, le facteur de réduction (ou minoration) linéaire de l'IRFP240 (Dérating factor) est de 1.2w/°C .

Pour approximation, cette courbe Id(Tc), est apparentée à la partie positive d'un arc de parabole horizontale, ce qui permet pour le MOSFet en question, d'évaluer le courant( f(Tc)) admissible par le drain.
Id= 2*[c*(Tcmax-Tc)]^1/2 , à une température Tc (Tcase) dans laquelle c= Id(à 25°C)^2/(4*(Tcmax-25)) = 0,8
Autrement dit, pour un Tc de 125°C , Id =2*(20^0.5) autorise un courant max possible un peu inférieur à 9A . ce qui représente moins de la moitié de celui supporté à 25°C.
Dans la vraie vie, afin d'éviter ce genre de calcul, le courant max supportable est pris dans un rapport 1/4 de celui qui est donné pour 25°C.
Ce qui sous entend que la convection est correctement assurée, et procure une marge thermique de sécurité.
C'est aussi dans un soucis de fiabilité, l'une des raisons majeures, de la multiplication des semi conducteurs de sortie, et souvent une convection forcée.
Pour le ECW20N20 sa SOA:
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J-C.B
 
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Message » 06 Nov 2017 20:15

Jean Claude, est ce que cette limitation du courant en fonction de la température est liée à l'évolution de la température de junction du die? autrement dit est ce que toutes ces courbes ne se résument pas à vérifier cette température Tj et s'assurer qu'elle ne dépasse pas disons 150° ?

je viens de passer en revue cette solution http://www.linear.com/solutions/5239
et j'ai utilisé leur modèle SOAtherm et le SOAheatsink pour voir ce que ca donne sur l'ACT2 dual die, avec un radiateur de 300mmx80. j'ai pris un modèle de nmos en boitier TO-3P qui est certainement pas identique aux exicon mais c'est pour voir.
sur une charge de 4ohms et avec une sinus 20hz de 50Vp, la température de junction Tj varie de +-30°c au même rythme que la sinus, et la température de Case Tc grimpe de 45° en 1 seconde, ce qui amène la Tj à 130° , et en arrêtant le signal elle chute de 27°C en 1 seconde.

si on était en capacité de faire une protection thermique basé sur ces modèles, est ce qu'il faudrait quand même respecter cette règle conservatrice de 25% ... :hein:euh en fait j'ai un début de réponse, le rdson dépend de la température. Excellent papier sur le sujet : https://toshiba.semicon-storage.com/inf ... ?did=13414
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Message » 06 Nov 2017 20:40

Ca devient de l'ingénierie à ciel ouvert ici :lol:
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Localisation: C'est un trou, mais rempli de pinard, donc ça me va.
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Message » 06 Nov 2017 21:40

Il ne faut pas trop s'affoler, tout cela régit des systèmes pros que l'on considère en régime permanent possible, voir en état de saturation fréquent ( Le monde de la sono ne fait pas toujours dans la délicatesse). Il est clair que l'amateur, n'est pas soumis à de telles contraintes, sauf lors des périodes de mises au point interminables et irrationnelles vis à vis de l'emploi.
Il n'empêche que ne connaissant pas les penchants de l'utilisateur, il est bon de s'assurer que l'ampli ne flanchera pas au moindre petit excès. Et puis prendre conscience des limites de son appareil, et des composants qui le composent, ne peut nuire. A ce sujet, il ne faut pas oublier que l'une des limites est aussi la température extérieure à l'ampli, celle à laquelle est soumise son radiateur. La convection qu'il procure est directement lié à la température ambiante. L'été par exemple, lors d'une fête en extérieur, vaut mieux placer les amplis dans un endroit ombragé et le plus frais possible.

est ce que toutes ces courbes ne se résument pas à vérifier cette température Tj et s'assurer qu'elle ne dépasse pas disons 150° ?
Il s'agit de Tc (T case) qui est la température de la semelle du boitier du composant. Elle est mesurable et estimable en régime permanent. En régime transitoire il faut considérer la capacité thermique massique du composant et du radiateur. (Une difficulté en plus? pas vraiment si l'on se penche sur le fonctionnement thermique de l'ensemble). Il est fort heureux que cette capacité thermique ( analogue à une capa électrique) existe, car sans elle, à la moindre surcharge, l'échauffement serait immédiat. Sans être vraiment simple évaluer le comportement thermique n'est pas pour autant très compliqué. C'est du domaine de l'abstrait tant que l'on ne se penche pas réellement sur son mécanisme.
Un papier qui peut permettre de cibler le pb.
http://www.bedwani.ch/electro/ch24/index.htm#P23

avec un radiateur de 300mmx80
Cela ne donne pas ses caractéristiques thermiques, (au moins sa résistance), dommage.

si on était en capacité de faire une protection thermique basé sur ces modèles, est ce qu'il faudrait quand même respecter cette règle conservatrice de 25% ...
Il s'agit d'une règle empirique, mais généralement sécurisante, à laquelle on peut échapper en prenant connaissance de tous les paramètres qui régissent le fonctionnement de l'ampli. Regarde l'UP, en dehors du fait qu'il ne comporte pas d'éléments de protection, il est un bon exemple de calibration sécurisée des étages de puissance.
Dernière édition par J-C.B le 06 Nov 2017 22:27, édité 1 fois.
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Message » 06 Nov 2017 22:25

J-C.B a écrit:
avec un radiateur de 300mmx80
Cela ne donne pas ses caractéristiques thermiques, (au moins sa résistance), dommage.
Fichiers joints
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maxidcx
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Message » 06 Nov 2017 22:41

Autre article en rapport avec les protections SOA qui me parait intéressant juste pour le cas ou il n'aurait pas été déjà cité:
http://hifisonix.com/wordpress/wp-content/uploads/2013/05/soaprot_12-03-2012.pdf

Il y a également ceux-ci que j'avais mis dans mes bookmarks en leur temps:
http://www.renardson-audio.com/protect.html
http://sound.whsites.net/soa.htm
Eric.D
 
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