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module classe D CL3 Gemincore + KTR 5725

Message » 26 Mar 2006 18:12

Tu aurais pu l' editer ni vu ni connu ;)
Nicko500
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Message par Google » 26 Mar 2006 18:12

Publicite

 
Encart supprimé pour les membres HCFR

Message » 26 Mar 2006 22:45

Je suis un mauvais foromeur. :-?
Sigma
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Message » 26 Mar 2006 23:25

Pour répondre à melavi, si une seule alimentation est utilisée pour 2 modules, les GND de chaque modules doivent alors être reliés ensemble, ce qui occasionne une répétition de masse lorsque les entrées sont connectées à la source qui elle même confond déjà les 2 GND.

+
Sigma
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Message » 26 Mar 2006 23:28

Pour répondre à ccc, V eff signifie strictement la même chose que V RMS.
Sigma
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Message » 26 Mar 2006 23:41

Une autre réponse pour ccc.

La puissance RMS de sortie est donnée par la relation suivante:

(V - tension de déchet)² / 2 R

Ou R représente l'impédance nominale de la charge ( 3 Ohms dans ton cas ) et V représente la tension d'alimentation.
Dans les modules Gemincore, la tension de déchet vaut sensiblement 6 % de la tension d'alimentation.

Donc, pour une alimentation de 35 V, celà donne à peu près: 33² / 6 = ~ 180 Watts RMS
Sigma
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Message » 27 Mar 2006 9:23

Sigma a écrit:Dans les modules Gemincore par exemple, les pertes par commutation sont sensiblement égales aux pertes statiques et valent à peu près 1,5 Watt RMS pour une puissance de sortie approximative de 120 Watts RMS sous 8 Ohms.



Ah bon! comment fais tu ce calcul ???

Sigma a écrit:Quant aux amplis à commutation concurrents, ils souffrent d'un problème lié à la conduction simultanée qui engendre de forts pics de courant de croisementdes et donc des pertes par commutation qui sont bien supérieures à celles due à la RDSon des mosfets!



Justement non, les amplis concurrents souffrent d'une distorsion due aux temps morts liée à la commutation des MOS qui sont des canal N montés en totem pole. Les temps morts sont justement la pour éviter la conduction simultanée. Les concurrents annoncent d'ailleurs un rendement proche de 96%, il n'y a donc pas tant de perte lié à la conduction simultanée :wink:

Sigma a écrit:
Le brevet de la cellule de commutation des modules Gemincore repose principalement sur l'absence de conduction simultanée.

++


La je suis d'accord, c'est justement ce point précis qui doit intervenir sur la qualité sonore.

@++
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Message » 27 Mar 2006 16:43

Aucun ampli concurrent n'affiche, ou du moins ne respecte 96 % de rendement, car si c'était le cas ils n'auraient pas besoin d'être montés sur refroidisseur comme les modules UCD, ICE power ect ...

De plus, les temps morts n'annulent pas la conduction simultanée causée par l'effet Miller qui est malheuresement prépondérante (voir article du congrès internationnal de l'AES sur le site internet Gemincore.com).

Dans les modules Gemincore, les mosfets utilisés présentent une RDSon moyenne de 0.05 Ohm.
Pour une puissance de sortie de 120 Watts RMS sous 8 Ohms, le courant RMS circulant dans une branche de mosfets est de:

I RMS = racine de P/R = 3,87 Ampères,

ou R représente l'impédance nominale de la charge et P la puissance RMS de sortie.

Les pertes statiques pour un mosfet sont alors de:

Ps = R.I² = 0.05 x 15 = 0,75 Watt

Sachant que seulement 2 mosfets sont simultanément conducteurs, il faut multiplier par 2 le résultat, ce qui ramène les pertes statiques totales à 1,5 Watt.

Sachant que pour obtenir 120 Watts RMS en sortie il faut une tension d'alimentation de 45 V et
que dans les modules Gemincore le temps de montée et de descente sont de 15 nanosecondes, les pertes par commutation peuvent être déduites de la relation suivante:

Pc = I_RMS x V x t x F

ou V est la tension d'alimentation, t le temps de montée et de descente, F la fréquence de commutation; ce qui donne:

Pc = 3.87 x 45 x 15 (10 puissance -9) x 500000 = 1.3 Watt

En multipliant à nouveau par 2 on obtient 2.6 Watts.

On peut constater que les pertes par commutation sont légèrement supérieures aux pertes statiques mais sont du même ordre de grandeur.

Les pertes totales dans les mosfets sont alors égales à:

2.6 + 1.5 = 4,1 Watts ( ~ 1 Watt par mosfet )

En ajoutant les pertes générées dans les circuits drivers de mosfet qui sont de 1 Watt, et en négligeant l'énergie absorbée par les circuits "petits signaux", les pertes totales du module s'élèvent à 5.1 Watt.

Le rendement global vaut alors:

120 / 125 x 100 = ~ 96 %

cqfd
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Message » 27 Mar 2006 18:27

Lors de la commutation le courant passe de 0 à 3.87 A et la tension passe de 45 à ~0, donc appliquer ta formule sur les valeurs max de courant/tension est pour moi inexact ( peut etre me trompes je ...)

A priori pour calculer la puissance dissipée dans un ton et/ou toff, il faudrait calculer la valeur moyenne courant/tension durant ces 15 nanosecondes.

En gros, toi tu a calculée la puissance max dissipée pendant 15ns. Il faut considérée que l'on a une montée en "pente" sur 15ns, il faut donc moyenner ce calcul.
Je pense donc que même si tu n'es pas loin de la vérité la formule :

Pc = 3.87 x 45 x 15 (10 puissance -9) x 500000 = 1.3 Watt n'est pas applicable pour le calcul de la puissance dissipée durant la commutation d'un seul MOS, car elle représente la puissance dissipée durant un creneau de largeur 15 ns avec un courant de 3.87A et une tension de 45V alors qu'il y en a un qui part de 45 pour tendre vers 0 et l'autre qui part de 0 pour tendre vers 3.87.

Mais comme je l'ai deja dit, je peux me tromper, merci de me corriger dans ce cas :lol:

@++

Edit: je tiens à faire remarquer aussi que tu as pris un exemple en ta faveur, car la puissance dissiper hors commutation varie comme la carré du courant, et la puissance dissipée durant une commut varie seulement en fonction du courant, donc si on prends une impédance inférieure ( 4ohms, 2 ohms) les pertes statiques deviendront supérieures aux pertes dynamiques.
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Message » 27 Mar 2006 19:49

Les 2 expressions de base ci-dessous prennnent bien en compte la tension RMS durant les 15 nanosecondes ( remarquez le chiffre "2" au dénominateur ):


P ( temps de montée ) = I RMS . V pic . t (montée) . F / 2

P ( temps de descente ) = I RMS . V pic . t (descente) . F / 2


Les pertes totales par commutation étant la somme des 2 expressions et sachant que les temps de montée et de descente sont égaux, j'ai simplement simplifié, et c'est pour celà que le dénominateur n'apparaît pas dans l'équation de mon annonce précédente.

Pour le courant, il faut savoir que dans les modules Gemincore, la première inductance qui compose le filtre de sortie a pour valeur 15 µH.

Sachant que V = L ( di / dt ), la différence maximum de courant pouvant s'établir durant les 15 nanosecondes de commutation peut être donnée par la relation suivante:

di = V dt / L

En remplaçant par les valeurs, celà donne:

di = 45 x 15 ( 10 puissance -9 ) / 15 ( 10 puissance -6 ) = 45 milliampère

Celà ne semble-t-il pas négligeable devant 3.87 Ampères RMS ?

cqfd

Oui, les pertes statiques sont bien proportionnelles au carré du courant. La valeur de la charge prise comme exemple ( 8 Ohms ) est une valeur normalisée et représente un cas très répandu dans le monde Hi-Fi et professionnel.

Effectivement les résultats auraient été moins bons avec une charge de 2 Ohms ou bien encore de 0,7 Ohm prise comme exemple !

Mais il est facile de recalculer les pertes pour une charge différente, il suffit de remplacer les valeurs dans les expressions précédentes.

lol :D

Sachant qu'il faut une tension d'alimentation de 33 Volts pour développer 120 Watts RMS sous 4 Ohms, le courant RMS vaudrait:

I RMS = racine de P / R = ~ 5.5 Ampères

les pertes statiques vaudraient alors:

Ps = R.I² = 0.05 x 30 = 1.5 Watt, x 2 = 3 Watts

et les pertes par commutation seraient de:

Pc = 5.5 x 33 x 15 ( 10 puissance -9 ) x 500.000 = 1.36 Watt, x 2 = 2,7 Watts

Le rendement obtenu serait de:

120 / 126.7 x 100 =~ 95 %

cqfd
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Message » 27 Mar 2006 23:00

si je reprends tes formules:

P ( temps de montée ) = I RMS . V pic . t (montée) . F / 2

Avec un courant initial nul lorsque le MOS se ferme, donc avec ta relation sur la self:

di = 45 x 15 ( 10 puissance -9 ) / 15 ( 10 puissance -6 ) = 45 milliampère

Donc durant les 15 premiere nanos( à la fermeture du MOS) le courant est quasi nul, donc aucune puissance n'est dissipée durant le ton. Je ne fait qu'appliquer tes forumules :wink:

Durant le toff ta relation est sans doute bonne. Donc en gros on a un ton a P nulle et un toff à P max.

La moyenne des deux est bien un P/2.

on a donc durant un ton + toff une puissance dissipée de 0.65W par MOS, soit 1.3W pour les 2.

Et la tu vas encore me sortir une modif de formule de dessous les fagots ? :wink: :mdr:


et au fait, ou as tu trouvé les valeurs sur les selfs des filtres de sortie ?

@+
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Message » 28 Mar 2006 0:51

Faux !

Le courant ne part de zéro mais de sa valeur I RMS, et il est déjà établi dès le début des 15 nanos, et plus précisemment encore, il s'est établi dans le mosfet avant même que la tension n'ait pu bouger d'un yota, et il reste constant ( à 45 milliAmpères près ) jusqu'à la fin.

En physique, le courant s'établi avant la tension, sinon qui la ferait évoluer ?

Heu ... je l'ai bien trouvé derrière les fagots, celle là.

La valeur de l'inductance n'a de toute manière que peu d'importance, vu le faible delta i ( 45 milliAmpère ) trouvé précédemment. La différence entre des résultats obtenus avec une large variation de la valeur de l'inductance serait imperceptible.

Il faut savoir que la valeur de l'inductance qui compose le filtre de sortie des amplificateurs à commutation du marché, se situe généralement entre 10µH et 30 µH.

Comment je sais ? hi hi

++
Sigma
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Message » 28 Mar 2006 1:23

Sigma a écrit:Comment je sais ? hi hi
++


Etant donné ta localisation, et celle de cl3, tu bosserai pas chez eux par hasard?
Parceque si c'est le cas il me semble qu il te faudrait une etiquette "pro" selon la charte.

@+
Avi
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Message » 28 Mar 2006 8:12

Avec de telles connaissances ca serait pas ettonant :D
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Message » 28 Mar 2006 12:02

melavi a écrit:
Sigma a écrit:Comment je sais ? hi hi
++


Etant donné ta localisation, et celle de cl3, tu bosserai pas chez eux par hasard?
Parceque si c'est le cas il me semble qu il te faudrait une etiquette "pro" selon la charte.

@+
Avi


oui, je pense aussi, d'ailleurs vu la date de creation du compte, tout concorde :wink:


Faux !

Le courant ne part de zéro mais de sa valeur I RMS, et il est déjà établi dès le début des 15 nanos, et plus précisemment encore, il s'est établi dans le mosfet avant même que la tension n'aiFaux !



Oui, mais quand le MOS est ouvert le courant circulant entre drain et source est nul.

Donc à la fermeture du MOS ( durant le ton) le courant part de 0 pour atteindre sa valeur nominale, vair ou faux ?

donc dans ce cas, le courant ne part pas de la valeur IRMS? Ca c'est seulement vrai pour l'ouverture du MOS donc toff ... Ou est mon erreur ?
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Message » 28 Mar 2006 15:43

En supposant que le courant parte de zéro, il n'atteindrait que 45 milliAmpère au bout de 15 nanos, et n'aurait jamais la chance d'atteindre I RMS, comme le prouve "ma" formule.

La poule vient de l'oeuf, mais ce n'est pas la poule qui a pondu l'oeuf.


++
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