Ampli Stéréo DIY
Single Ended KT88 (EL34, 6550, 7591A).
11-16 W par canal
On va "se le faire soi-même"
Sans compromis (ou presque !).
Présentation soignée.
Juste pour le plaisir.
Pas pour la rentabilité.
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Les débutants devront s'abstenir de réaliser ce projet, sauf s'ils sont épaulés par un habitué de ces circuits. Je suggère de monter un KIT (prix : 700 à 1500 euros) c'est plus facile, et ça marche ! |
Ici on aime bricoler et avancer pas à pas. test après test.
L'important c'est de réussir
Chapitre Premier :
Tôlerie Coffrets et Châssis :
Faire un ampli qui ressemble à une "usine à gaz" c'est dommage !
La présentation me semble importante. Et dans votre présentation vous pouvez adjoindre du design.
La présentation peut aller du pur classicisme au plus beau des designs. Simple question de soin et d'imagination.
Quand vous montrerez votre ampli aux copains vous serez fiers si, en plus d'être bon, il est beau.
Les plus belles matières peuvent être utilisées. Mais nous bricoleurs nous ne disposons pas de tous les artifices de l'industrie. En revanche nous avons le droit de prendre notre temps et de travailler "fin".
Il faudra apprendre à manier la tôle et à ajuster celle-ci.
J'utilise 4 catégories de tôle :
la tôle d'acier fine découpable à la cisaille,
la tôle d'acier un peu plus épaisse découpable à
la disqueuse.
La tôle de cuivre fine découpable à la cisaille.
La tôle d'aluminium anodisé de 2mm découpable à
la scie sauteuse et à la grignoteuse.
Avantages et Inconvénients :
La tôle d'acier fine est facile à découper, mais elle n'est pas rigide. Elle est magnétique, se cabosse facilement. Elle peut être soudée à l'étain avec du décapant et un gros fer de 200W. Elle sera ensuite décapée et peinte avec de la laque automobile. Elle vibre facilement surtout quand elle est proche d'un gros transfo d'alimentation. Provenance magasins de bricolage.
La tôle d'acier épaisse sert à faire des plaque solides de châssis. Elle ne se découpe qu'avec la disqueuse. Je la récupère dans les vieux châssis et les coffrets des vieux appareils électroménagers ou électroniques (four micro-ondes, lecteur compact disque, etc.). Elle est soudable à l'étain et surtout elle est brasable. Je ne sais pas la souder à l'arc. Provenance magasins de bricolage.
La tôle de cuivre fine se cabosse facilement elle sert surtout à faire des décorations ou des revêtements de garniture car elle peut être polie et brille de son beau rouge cuivre. Elle est vraiment du plus bel effet. Bien entendu elle est soudable à l'étain. Elle n'est pas magnétique. Provenance artisan couvreur.
La tôle d'aluminium épaisse (de 1,5 à 2 mm) est très belle dans sa version anodisée. Elle ne supporte pas la cisaille car elle ne doit pas subir de pliage qui abîme le revêtement. Je la coupe avec une scie sauteuse garnie d'une lame de scie pour métaux. Elle supporte aussi la grignoteuse. Elle ne se soude pas. En revanche elle se perce très bien, se taraude très bien avec les vis parker. Comme elle est tendre il ne faut pas la rayer. Elle est chère mais son apparence est parfaite. Elle ne peint pas (en principe) ou alors il faudrait la rendre rugueuse. Elle n'est pas magnétique. Elle est inaltérable. Provenance entreprise de metallerie, le patron a accepté de me vendre une tôle d'alu anodisée dont il ne se servait plus.
Exemple : Fabrication d'un coffret de transfo.
Il s'agit d'un transfo lourd, j'utiliserai de la tôle d'aluminium (non magnétique).
Pour l'assemblage j'utilise des cornières d'aluminium et des vis et boulons, ainsi que des vis parker autotaraudeuses, et aussi des rivets pop pour ce qui ne doit plus être démontable.
Note : Une précision impérative d'un demi-millimètre maximum est nécessaires sinon votre coffret sera "biscornu" ou de "bisangoin". Il faut "prendre la main" pour obtenir cette précision. Ce sont des gestes qui viennent avec la pratique. Les faces latérales opposées sont serrées ensembles et limées en même temps pour être strictement identiques.
Les cornières en laiton sont polies et prennent une belle couleur jaune comme l'or. Les têtes de vis et les rivets pop sont polis également.
Fabrication d'un silentbloc "maison"
Pour fixer un coffret de transfo, qui peut vibrer, il faut des silentblocs. Leur role est d'éviter la transmission des vibrations.
J'ai trouvé cette astuce.
Le joint torique et les deux rondelles de caoutchouc empêchent tout contact "métal contre métal" entre le coffret et la tôle du châssis.
Terminologie mécanique :
ajout du 27 DEC 2015
Yann (un correspondant) me fait remarquer qu'en mécanique le boulon est un assemblage constitué de deux pièces qui sont la vis et l’écrou.
Beaucoup de personnes utilisent une mauvaise terminologie en confondant le mot boulon avec le mot vis.
Pour résumer un boulon c'est une vis + un écrou.
Exemple 2 : Fabrication d'un châssis.
Rien n'empêche de combiner des parties en bois avec des parties métalliques.
La structure du châssis est faite de cornières d'aluminium.
La face supérieure est en tôle d'aluminium anodisée.
La face avant est en tôle d'aluminium anodisée.
Les faces latérales sont en bois : planche de 20 mm achetée rabotée.
La face arrière est aérée par une tôle perforée (Récupérée sur un vieil électrophone à lampes).
Assemblage :
Le rivet "pop" :
Le rivet pop est en aluminium, en cuivre ou en matière plastique.
Il est recommandé toutes les fois que l'on désire fixer définitivement des tôles. Il nécessite l'usage d'un outil spécial "la riveteuse".
Dans le montage en cours j'ai utilisé des rivets "pop" de 3 et de 5 (mm) de diamètre.
La visserie :
Il y a la visserie classique composée de boulons et écrous :
Des écrous et boulons de 4 mm de diamètre.
Ces boulons et écrous existent aussi en nylon (avantage : ils sont isolants).
Les rondelles plates servent assurer une meilleure portée sur la tôle.
Dans le projet en cours j'utilise des boulons et écrous de 3 mm de diamètre, de 4 mm et de 5mm.
Pour éviter tout dévissage intempestif vous placez des rondelles Grower ou éventail. Vous pouvez aussi mettre une goutte de Loctite, de peinture, de colle néoprène ou de vernis à ongles.
Rondelle éventail
Rondelle Grower
Et la visserie pour la tôle (type Parker par exemple).
L'idéal est la visserie de type Parker autotaraudeuse :
J'utilise aussi des petites vis Parker de 3 mm de diamètre que j'obtiens en démontant de vieux appareils.
Vous pouvez trouver ce matériel chez Sélectronic.
Vous le trouverez aussi dans les supermarchés du bricolage : Castorama, Entrepôt du bricolage, Mr Bricolage.
Chapitre deuxième.
Ce deuxième chapitre a 3 objectifs:
Chapitre deuxième
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Pourquoi Single Ended
Le Single Ended (= Classe A) évite les erreurs de recombinaison du signal qui surgissent quand un signal audio est coupé entre l'alternance positive et l'alternance négative (phase et anti-phase) pour être amplifié séparément comme dans des conceptions "en tandem". Dans une conception "Single Ended" asymétrique, le signal demeure entier de l'entrée jusqu'à la sortie en puissance.
Les avantages audibles ?
Un profond naturel et un réalisme très agréable à
l'oreille -- souvent désigné en Anglais "the
single-ended magic" que nous pourrions
traduire par " la magie asymétrique" ou tout
simplement "La classe A" --
Les inconvénients ?
Une puissance réduite (Alors que le push-pull
triple le rendement).
Des transformateurs de sortie chers et
volumineux.
Un coût élevé.
Peut-être aussi cher en le faisant soi-même qu'en
l'achetant (Eh Oui !).
Un ampli classe A stéréo classique (=Single Ended) Un transfo d'alimentation et deux transfos de sortie. Un tube de puissance final par canal (Rien n'empêche d'en mettre plusieurs en parallèle pour augmenter la puissance, mais les transfos de sortie sont à recalculer : diminution de l'impédance et augmentation de la masse fer-cuivre pour supporter la puissance).
Source : artaudio.com/products.html (lien rompu)
Chapitre deuxième
Les Kits
Combien coûte un beau kit de ce genre d'ampli ?
De 700 à 1500 euros
Quelques exemples (Parmi d'autres).
Ces exemples datent de 2006 depuis les amplis chinois sont moins chers
Chez Audio Note un kit parfait de grande qualité coûte 1.699 dollars US.
http://www.audionotekits.com/index.html
Kit 2 Tube 6550 -
Standard Edition
Ce kit est parfait, meilleur que ce que je vais présenter, car il possède un redressement par valve à vide et un étage préamplificateur plus sophistiqué.
En revanche la présentation est basique.
$1,699USD
au 07 Janvier 2007
en KIT
env.
1500 euros
10.000 FF
Ces exemples datent de 2006 depuis les amplis chinois sont moins chers
Chez ptsoundlab.com
Sur ce site l'auteur fabrique des amplis pour des amis. Il indique le prix de revient.
Page intitulée : MES REALISATIONS POUR DES AMIS; HIGH END HIFI; DIY
KT88 10W Single Ended Sans Contre Réaction LED modifié
Comment peut on définir le son ?: En fait cela se résume par dynamique, finesse, soyeux, douceur, profusion de détail et profondeur avec un spectre sonore plein et uniforme. La classe A y est pour beaucoup. Les aigus sont là bien présents mais sans aucune agressivité ou sonorité metallique.
Le prix de revient est d'environs 1200€
Chez
Belgique
AQUA BLUE ,Boomgaardstraat 264, 2600 ANTWERP ,Belgium
diyparadiso.com/ (ce lien ne répond plus)
SE integree EL34 / KT66 / KT88 / 6550
Kit :
2 EL34 + 2 2C51 + tube sockets
2 power potentiometre 3W
2 LL1664 SE/60 mA
1 transfo toroid d'alim
1 274B rectifier tube + socket
1 chassis complete , tous les trous preparer
resistance dale et cap MKPet electrolitique
decouplee
cable secteur + fusible
RCA & terminaux HP
1 stereo selecteur 6 entree
2 self 20H/80mA
1 potentiometre panasonic
kit prix : 699 euro
Chez
Allemagne
Le lien ci-dessus a disparu en 2015 Sorry ! C'est la vie du WEB
Eintakt-A
Single Ended Stereo Amplifier
2 x 13 W----
Kit : 860 euros
Output tube:
KT 88 (lien brisé
Sorry! 2015)
The ideal amplifier for horn loudspeakers. Quasi-Triode connected KT 88/ 6550 A (lien brisé en 2015, Sorry !) gives highest sound quality. Regulated DC heating and regulated high voltage enable soft start, lowest noise and tube preservation.
| Output power | 2 x 13 W @ Clipping |
| Output impedances | 2 Ohms, 4 Ohms or 8 Ohms |
| Frequency response |
20 Hz...20 kHz (-0.3
dB) <20 Hz...50 kHz (-3 dB) |
| Noise | <80 dBV (A-weighted) |
| Distortion | <1.1 % @ 1 W |
http://www2.big.or.jp/~sunaudio/
SV-KT88
SV-KT88 ¥ 114,000 732,35 EUR
(tout monté ¥ 210,000 = 1.349,71 EUR)
Single-Ended Stereo Power Amplifier
|
Tubes |
KT88 x2, 6SN7GT x2, 5U4GB x1 |
|
Circuit Design |
Single-Ended class "A" operation without negative feedback (Operated in Ultra Linear mode with KT88 tubes) |
|
Power Output |
8W + 8W |
|
Input Impedance |
100k ohms |
|
Input Sensitivity |
150 mVs |
|
Output Connections |
8, 16 ohms (must chose one) (*1) |
|
Frequency Response |
15-30kHz/-3dB |
|
Noise level |
less than 1.5 mV |
|
Power Supply |
100, 120 and 220-240 VAC can be accepted at 50/60Hz (must select one) (*2) |
|
AC Connector |
Equipped built-in noise filter with detachable AC cord |
|
Dimensions |
W360xH190xD270 mm |
|
Weight |
16 kg |
http://www2.big.or.jp/~sunaudio/pricesun-e.html
Chapitre deuxième
Et tout monté ?
Quelques exemples commerciaux
de prix et de design.
Ces exemples datent de 2006 depuis les amplis chinois sont moins chers
Exemple 1 (parmi d'autres) :
unisonresearch (lien rompu)
Selon liste des prix, datée de Juillet 2005, 2695 dollars US.
UNISON RESEARCH; VMAX Services; P.O. Box 570, Chazy, NY 12921;
E-mail: info@vmax-services.com Tel.: 1-800-771-8279 Tel.: (514) 932-7786 Fax: (514) 931-8891
RETAIL PRICE GUIDE –JULY 2005
Note: This price guide supersedes all previous ones. All prices in USD.
S2K 15-watt integrated with KT88 output tubes and remote volume 2695.00
source : vmax-services.com/pdfdocs/price/us/Unison%20Retail%20USA_7-05.pdf (Sorry ! Ce lien est rompu)
Technical Sheet
Output Stage: Single - ended.
ultralinear Class-A
Output power: Approx. 15 watt per
channel
Outup impedance: 4 - 8 Ohm
outputs
Input impedance: 47 kOhm / 50
pF
Negative feedback: 10 dB
Bandwidth: 15 Hz - 40 kHz
Valve complement: 2 x ECC 82
(12AU7 - 58I4A) 2 x KT88
Power consumption: 150 watt
Main Fuses: T 3.15 A from 100V to
120V T 1.6 A from 220V to 250V
Dimensions (cm): 27.5 x 41 x 16.5
11 x 16.2 x 6.5 inches
Net weight: Kg. 18 / 40.5 lbs
Unison Research S2K
is a pure Class-A, single-ended
integrated amplifier using the
KT-88 power output valve. A legend
amongst audiophiles, the KT88 is
capable of giving outstanding
performance, but in the past has
generally been employed in
push-pull designs for extra power
at the expense of refinement.
When used in single-ended mode
however, the power output from
each KT88 is a generous 16 Watts,
and the benefits to sound quality
are quite remarkable. In S2K this
excellent valve reveals its true
potential, providing fine detail,
transparency, speed, depth and a
very wide tonal palette. The
listener will immediately be aware
of a sense of "rightness" to the
sound, a sure sign of natural,
unforced musical
presentation.
Exemple 2
1800
dollars US
vacuumtube.com/trijapan (lien rompu)
Exemple 3
Cayin
Audio
(N.B. : Ce lien est rompu en 2012)
$2,090.00 2090 dollars US| Product No.: | S A-88T/KT-88 |
| Availability: | In Stock |
| Format: | Integrated Amplifier |
Exemple 4
www.divertech.com/antiquesl.html The Antique Sound Lab
1000 dollars US avec télécommande.
MG SI 15 DT INTEGRATED AMPLIFIER
Chapitre troisième.
L'alimentation : Coeur de tout montage !
cahier des charges.
Le bloc alimentation est autonome. Pourquoi ?
Parce que toute vibration du bloc alimentation
peut se transmettre au châssis et faire trembler
le grille induisant ainsi une ronflette à 50 Hz.
Parce que quand on fait des amplis on est bien
content d'en faire un nouveau en utilisant un bloc
d'alimentation déjà fait.
Parce que, autrefois, de grands constructeurs
préféraient faire ainsi pour éviter toute
interférence mécanique ou magnétique de la partie
alimentation sur la partie amplificatrice (vieille
recette de vieux constructeurs d'amplis à tubes,
que l'on peut reprendre à son compte).
|
Dans ce genre d'ampli il est normal de prévoir "large". Donc notre alimentation sera "surdimensionnée. Ainsi pas de risque de chauffe et la dynamique de la musique ne sera pas amortie par des tensions qui s'anémient avec les fortissimo. |
Il faudra obtenir en usage continu :
250 à 350 volts en continu sous 300 mA maximum,
bien filtrés par une
self.
-40 à -60 volts en continu sous quelques
milliampères, parfaitement filtré.
6 volts (6,3 volts) en continu sous 3,6 ampères.
12 volts régulés continu 1 Ampère.
Chauffage des filaments
Ici nos tubes sont à chauffage indirect.
Les filaments ne sont que de simples corps chauffants isolés de la cathode émissive d'électrons je ne vois pas quel inconvénient existerait si l'on chauffe en continu. Mais je ne sais pas tout et je ne suis qu'un bricoleur.
Je suis maniaque sur les bruits de fond dont la
ronflette fait partie.
Donc, cette fois, même en utilisant des tubes à
chauffage indirect, je serai en courant continu
intégral dans la partie ampli. Même si cela change
peu de choses au niveau des tubes, cela peut changer
beaucoup en cas de rayonnement d'une ligne en
alternatif vers une ligne, ou un point, de signal à
haute impédance. (proximité d'une borne de grille
par ex.).
Et voici le schéma
Cliquer pour agrandir
Pour parvenir à un résultat correct il est indispensable que cette alimentation soit parfaite, sinon vous aurez de la ronflette ou des déboires. Il faut prévoir pour un usage continu, donc rien ne doit chauffer de façon excessive. Aucun composant ne doit travailler vers ses limites.
L'alimentation c'est primordial.
Plus de 80% des pannes en électroniques proviennent de l'alimentation.
L'important n'est pas de savoir comment et par quelles astuces vous réalisez votre alimentation, mais surtout qu'elle réponde au cahier des charges par son résultat. Chacun fait avec les pièces dont il dispose déjà ou qu'il récupère.
La haute tension :
Il faut au moins 250-265 volts en continu, si vous avez plus c'est meilleur jusqu'à 400 volts. Personnellement j'ai 315 volts. Il faut un peu plus de 200 mA, plus vous aurez une tension élevée moins vous aurez besoin d'intensité. Par mesure de sécurité il vaut mieux tabler sur 300-400 mA même si nous n'utilisons que 215 mA (Qui peut le plus peut le moins).
Comment obtenir cette haute tension ?
Il faut :
Un transfo donnant 260 volts au moins sous 300-400 mA en service continuel donc sans chauffer. Extrême minimum 250 volts.
Pour ceux qui ont les moyens vous commandez un transformateur d'alimentation à vos mesures et tout est réglé en 15 jours.
Pour ceux qui (comme moi) ont des stocks de riblons vous pouvez avoir la chance de trouver un transfo qui convienne. J'avais un énorme transfo provenant d'un très vieil oscilloscope à lampes. En combinant les secondaires j'ai pu trouver toutes les tensions nécessaires.
Voici 2 adresses où j'ai déjà commandé, il n'y a pas de problème. Le moins cher est Monsieur NOVARRIA (Sté ENOVAZ) mais il est à Milan en Italie. Et, que je sache, il ne parle pas français. Ses fabrications sont correctes. Vous pouvez commander sans risques.
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http://magnetic.com.free.fr/index.html devenu ELECTRA SUD OUEST
Ici aucun problème de langue les fabrications sont correctes, légèrement supérieures à celles de Mr NOVARRIA. Les calottes chromées sont très belles (voir photos).
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Astuces :
Rien n'empêche d'utiliser deux secondaires de deux transfos en série dans la mesure où, lesdits secondaires sont aptes à débiter le courant (intensité) nominal exigé.
Exemple: j'ai un transfo 220-220 100W, donc 0,45A (dit transfo d'isolement secteur) j'ai un autre transfo 220-48 volts de 24W pouvant donner 48 volts sous 0,5A je relie les deux secondaires dans le bon sens (Faire un essai à vide) et j'ai mon 268 volts alternatif minimal.
Une idée trouvée sur le WEB
Un auteur du WEB propose une solution qui devrait fonctionner sans avoir à trouver des transfos sur mesure :
Je vous donne son URL :
Alain Ruchat ... et Alain Perrière Pas besoin de transfos spécifiques.
Ce principe devrait pouvoir fonctionner avec un ampli. En recalculant finement les puissances.
(Je n'ai pas essayé, mais rien ne me choque dans ce schéma).
Exemple approximatif (au pif):
le transfo 12-220 sera de 100 watts
Le transfo de 220-15 sera de 15 ampères donc environ 225 watts (8 A pour le 12-220 et 5A pour les filaments en calculant large car il y aura des pertes).
Le doubleur :
Note : Certains constructeurs utilisent un doubleur pour alimenter des amplis sérieux. Rien ne vous empêche de l'utiliser.
Par exemple un secondaire de 127 volts correspondrait à un secondaire de 254 volts sans doubleur. Mais avec le doubleur vous devez doubler la capacité des condensateurs. En revanche ils ne supporteront que la demi-tension finale (Donc vous pouvez utiliser des condensateurs en 350V). Le secondaire du transformateur débitera le double du courant final souhaité. Ainsi dans l'exemple avec un secondaire de 127 volts le courant devra être de 500 mA pour 250 mA au final.
Self de filtrage :
La self de filtrage est rare à trouver et vous devrez vraisemblablement l'acheter. 2 adresses :
http://magnetic.com.free.fr/index.html devenu ELECTRA SUD OUEST.
Les condensateurs, pont de diodes ou diodes, résistances, sont chez Radiospares.
Dans le cas présent un filtrage par valve à vide serait meilleur, mais il imposerait un double enroulement haute tension avec point milieu, ainsi qu'une tension transformateur plus élevée car la valve possède une résistance interne qui crée une chute de tension. J'ai donc accepté le compromis du redressement par diodes au silicium.
Les condensateurs de 1 nanofarad placés en parallèle avec les diodes amortissent le "claquement des diodes lorsqu'elles entrent en conduction à la tension de 0,7 volt. C'est ce seuil de 0,7 volt (claquage direct) qui occasionne un bruit de redressement à la fréquence de 100 hertz. Une valve à vide n'a pas de seuil et se déclenche à 0 volt (au lieu de 0,7 volt pour une diode silicium) et son redressement est silencieux. C'est pour cela qu'elle est encore utilisée.
Condensateurs :
Peu de choses à dire. J'utilise en tête de filtre un condensateur 220 microfarads 450 volts et en sortie de filtre un condensateur de 200 microfarads 400 volts.
Les condensateurs doivent être prévus pour tenir la tension de crête de l'alimentation. Par exemple mon secondaire est 268 volts la tension de crête est 268 x 1,4142 (racine de 2) soit 380 volts. La règle de prudence impose de considérer la tension de crête comme étant 1,5 fois la tension nominale. J'utilise en tête de pont un condensateur de 220 uF tenant 450 volts, l'autre de 200 uF tient 400 volts.
Tout condensateur chimique est doublé en parallèle par un condensateur plastique de valeur 100 nanofarads = 0,1 microfarad isolé à 630 volts au moins (pour laisser passer les hautes fréquences).
En plus dans chaque alimentation on place une résistance de fuite passant 1 milliampere. Son rôle est de permettre la décharge complète des condensateurs après l'extinction ou en cas de coupure du circuit de charge. On met 2 résistances 1/2watt en série à cause de la pression de la haute tension.
Par exemple : ci-dessous pour 300V, 2 résistance de 150K = 300K = environ 1mA de fuite. Les condensateurs se déchargeront en 5 à 10 minutes.
Un condensateur chimique doit être "formé" et testé avant utilisation.
Ci-dessus un condensateur est soumis à une tension progressive allant de 100 volts à 400 volts sous une intensité limitée. Ensuite il est rechargé et déchargé plusieurs fois puis mesuré au capacimètre.
Les valves à vide :
C'est meilleur, mais plus compliqué à réaliser et plus coûteux.
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Redressement par valve à vide : schéma de principe. Le chauffage peut être direct, en ce cas il disposera d'un secondaire flottant exclusivement réservé à son usage. |
Banc d'essai de la haute tension :
J'utilise comme résistance de charge 2 ampoules 220V en série, donc supportant 440 volts. Elles seront de même puissance.
Une paire d'ampoules 40W et une paire d'ampoules 60W permettent un excellent test.
2 ampoules 60W en série = test facile.
Test Haute Tension.
Rappel :
Méfiez-vous avec les tension élevées. C'est franchement dangereux et vraiment choquant. Même quand l'alimentation est éteinte vérifiez la décharge des condensateurs. Et si vous "recevez" il est inutile de vous en vanter, c'est que vous avez commis une erreur de manipulation.
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VIGILANCE. C'est très dangereux. Et ça fait très mal. |
La tension de polarisation fixe:
Cette tension négative sert à polariser
(négativement) les grilles des tubes finaux.
Mais elle n'a besoin d'aucune puissance en courant
15 milliamperes suffisent.
Un simple petit transfo 2 fois 24 volts vous permet d'avoir 48 volts alternatif, donc 50 à 60 volts car cette partie de l'alimentation ne débite pas (Si vous n'avez qu'une sortie 24 volts montez un doubleur et le tour est joué !) En revanche la présence de cette tension négative est vitale pour la survie des tubes.
En conséquence une sécurité sera conçue pour couper la haute tension en cas de disparition de la polarisation négative. Vous pouvez omettre la sécurité mais c'est un compromis de plus.
Cette tension ne sera pas régulée. En effet supposons une augmentation de la tension du secteur : Par ex. 225V deviennent 235V alternatifs. La haute tension redressée monterait en conséquence et ferait débiter plus les tubes. Mais comme la tension négative de polarisation augmenterait aussi diminuant le débit des tubes cela créerait une auto régulation.
Et le redressement monoalternance ? (pour la polarisation négative)
Je ne l'ai pas utilisé (voir mon schéma) mais rien n'empêche de l'utiliser.
Certains constructeurs utilisent un redressement par une seule diode, tant que le débit est insignifiant c'est possible.
Mon ampli Kenwood à tubes 2 fois 100 watts est monté ainsi.
(Il est tourné dans ce sens pour les Smartphones)
Sécurité et polarisation ?
Pourquoi ? Parce les tubes sont coûteux.
Si cette tension de polarisation disparaissait (panne du circuit de polarisation) les tubes non polarisés débiteraient leur maximum. Ils seraient rapidement détruits. Ceci est l'inconvénient du système de polarisation fixe utilisé dans ce montage. L'autre système de polarisation nommé "polarisation automatique" (voir théorie générale des tubes à ce sujet) n'a pas cet inconvénient; quoique ! Un court circuit du condensateur de découplage produirait le même désastre..
La polarisation fixe a 3 avantages
- Pouvoir "régler" le débit du tube pour un rendement plus "pointu".
- Éviter le condensateur de découplage et la résistance de cathode.
- Ne pas prendre une partie de la haute tension pour la polarisation.
La sécurité consistera à couper la haute tension si la polarisation fixe disparaît. J'utiliserai un optocoupleur.
L'optocoupleur permet de faire communiquer un signal entre 2 circuits différents avec une totale isolation entre eux.
2 types : normal ou Darlington (Dans notre application tout devrait convenir).
Optocoupleur Standard :
Optocoupleur Darlington :
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La tension de polarisation alimente la LED de l'optocoupleur donc son transistor interne est conducteur. Il servira à piloter un autre transistor plus puissant qui alimentera un relais placé sur la ligne alternative alimentant la haute tension. Si la tension de polarisation disparaît le relais n'est plus alimenté et la haute tension est coupée. Donc élimination du risque de détruire les tubes de puissance.
L'alimentation 12V de ce système utilise le 12,6 volts destiné aux filaments des préamplificatrices. Le relais 12V est marqué 480 ohms. Il consomme 32 mA.
Le transistor est un NPN quelconque de moyenne puissance genre 1N1711 (voir vos fonds de tiroir). Prenez le pour tension minimale de 40V car le relais est inductif et crée des surtensions, malgré la diode.
Le condensateur 100 nF 1000V a pour rôle d'absorber l'étincelle que fait la haute tension quand il y a commutation. Ceci pour épargner les pastilles des contacts du relais.
Chauffage des filaments des tubes de puissance:
La tension ordinaire est 6,3 volts.
Alimentez tous vos filaments en courant continu.
Les courants alternatifs peuvent toujours induire dans les lignes à haute impédance (donc hyper sensibles) des ronflements. La "ronflette" est la "bête noire" du tubiste. Je veux, même en collant mon oreille contre les baffles, n'entendre que le silence en l'absence de signal audio. L'avantage des tubes (l'absence de bruit) ne doit pas être gâchée par des imperfections stupides.
Rien n'empêcherait d'alimenter des filaments des tubes de puissance en série avec du courant continu de 12,6 volts (quelquefois plus facile à traiter).
Avec une sortie 6,3 volts alternatif il est presque impossible d'obtenir du 6 volts en continu en forte intensité. Si vous voulez du continu sur les lampes finales il faut disposer d'une tension alternative de 10 volts au minimum quitte à diminuer cette tension par une résistance de puissance (ou des résistances).
Donc en ce qui me concerne j'aurais pris un transfo donnant 12 volts sous 6-8 ampères. Parce que ce type de transfo est très courant.
J'ai du 12,6 volts je vais l'utiliser en le réduisant, avec un régulateur ajustable LM338 (prévu pour 5 ampères.
Le LM338
Il s'agit d'un régulateur ajustable, tout comme le fameux LM317, mais qui tient jusqu'à 5 Ampères.
J'utilise donc un régulateur ajustable 338 (LM338K) qui permet d'obtenir 5 ampères. Je vous recommande le boîtier TO3.
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Ce composant est capable de débiter jusqu'à 5 ampères sous une tension ajustable de 1,2 à 32 volts. Pour ajuster son voltage seulement deux résistances suffisent. Il est fourni en boîtier TO-3 style gros transistor. Il peut fonctionner de 0°C to +125°C.
Caractéristiques :
garanti jusqu'à 5 ampères.
Ajustable à partir de 1,2 volt
Régulation en ligne 0.005%/V
Régulation en charge 0.1%
Protégé contre l'échauffement thermique
Le courant s'auto limite avec la température
Fourni en boîtier TO-3
Exemple de calcul j'ai mis une résistance R1 de 220 ohms et une résistance R2 comprenant 560 ohms et un ajustable de 470 ohms ce qui représente une plage R2 de 560 à 1030 ohms.
Les tensions iront de 4,4 à 7,1V incluant donc la possibilité de régler exactement sur 6,3 volts.
Tout près des broches d'entrée et de sortie il faut placer des condensateurs plastiques de 1 microfarad. C'est important ! En plus sur la sortie il est également recommandé de placer un condensateur au tantale de 10 uF 25 volts. La diode 1N4004 anti inversion de polarité (placée sur la sortie en position verticale) n'a pas d'utilité dans le montage en cours, vous pouvez la supprimer du schéma.
Voici ci-dessous un schéma d'application à notre cas, c'est à dire une sortie en 6,3 volts.
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Pour fonctionner correctement le LM338 requiert une chute de tension de 4 volts au moins.
La première résistance de puissance en sortie de pont a pour but d'amortir la surintensité à l'allumage. En effet quand vous allumez l'alimentation le condensateur de 15000 microfarads, qui est vide, correspond à un court circuit. Cette résistance sert donc à limiter ce débit excessif. Par ailleurs elle fait chuter la tension d'environ 1 volt ce qui soulage le LM388 d'autant. Et je préfère dissiper des calories dans des résistances que dans un circuit intégré.
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Attention ! Shunter un régulateur ne se conçoit que si le débit est constant (Ce qui est bien le cas ici) |
L'arrière du châssis.
Le radiateur du 338 se révélera insuffisant, il
sera doublé (voir ci-dessous) puis shunté.
Bien cerner la dissipation calorique.
Ce n'est pas si évident qu'on le pense. Je m'y suis repris à 3 fois.
Astuce : Shunter un régulateur.
1er essai.
Ce radiateur s'est révélé insuffisant. A la fin des essais il a été doublé en surface.
Insuffisant
2° essai.
Le radiateur doublé en surface est encore insuffisant. Il accuse une température de 55°C dans une pièce à 17°C. D'un point de vue purement technique cela pourrait convenir. Mais quand il fera 35°C (C'est possible où j'habite) ce radiateur sera à 73°C. C'est "limite" et je vais le shunter par une résistance de puissance.
3° essai.
Avec la résistance de puissance, 3,3 ohms 25W, qui shunte le régulateur et qui dérive une partie du courant (1,5A dans mon cas) avec chute de tension subséquente. Il y a partage de l'énergie calorifique à dissiper entre la résistance et le régulateur. J'obtiens des températures qui me conviennent pour le régulateur.
Note : Le régulateur continue à réguler la tension de sortie.
Cette fois c'est suffisant !
(Cette astuce m'a été donnée par mon voisin Antoine B., technicien. Il m'a indiqué qu'autrefois ce principe était utilisé car les régulateurs manquaient de puissance). Merci Antoine !.
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Attention ! Shunter un régulateur ne se conçoit que si le débit est constant (Ce qui est bien le cas ici) |
La face cachée : condos, diode, résistance 220
ohms.
La diode anti inversion :
La diode placée au dessus du LM338 est une sécurité. Quand vous éteignez l'alimentation le condensateur principal de 15000 uF peut se retrouver déchargé plus rapidement que d'autres condensateurs sis dans l'ampli. En ce cas la tension sur la sortie (OUT) va être supérieure à la tension sur l'entrée (IN) du LM338. C'est comme si vous aviez une inversion de polarité. Les composants craignent l'inversion de polarité. Avec cette diode si la tension à la sortie est plus élevée que la tension à l'entrée le courant va passer par la diode pour rejoindre l'entrée en évitant le circuit intégré.
Si U out > U in la diode conduit dès que Uout>Uin de 0,7 Volt.
anti-inversion de polarité à l'extinction.
Je ne fais que copier les recommandations du constructeur :
If a very large output capacitor is used, such as a 100mF shown in Figure 2, the regulator could be damaged or destroyed if the input is accidentally shorted to ground or crowbarred, due to the output capacitor discharging into the output terminal of the regulator. To prevent this, a diode D1 as shown, is recommended to safely discharge the capacitor.
Et les pertes en ligne !
(Les petits soucis)
Nous savons que la tension d'alimentation des filaments doit être de 6,3 volts. Mais si vous ajustez la sortie du régulateur à 6,3 volts vous n'aurez pas cette tension sur les filaments car les lignes ont une résistance interne. Résistance très faible, Certes ! Mais qui se manifeste parfaitement en basse tension et forte intensité.
Dans mon cas il faut ajuster la sortie à 6,9 volts pour avoir 6,3 volts sur les filaments. La perte de 0,6 volt est dû à la résistance des lignes. Bien entendu le fil sera, a priori, d'un diamètre généreux et tous les contacts soudés. Mais les pertes existent quand même. (Nous ne sommes pas en présence de supra conducteurs.)
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Module protection surtensions pour les filaments :
On peut placer en sortie 6,3 volts un module de protection en cas de défaillance du régulateur.
Si la tension atteint 8V la ZENER conduit et le thyristor s'amorce mettant la ligne en court circuit et faisant fondre le fusible. Ainsi les filaments sont protégés de toute surtension. Pourquoi ? Parce que les tubes sont coûteux. Ce module est optionnel et peut être supprimé. Le tyristor est un modèle supportant 10-12A. La résistance de 0,47 ohms n'est pas une charge mais constitue un amortissement de l'intensité pour modérer la décharge des condensateurs pendant une fraction de seconde, juste le temps pour pour que le fusible fonde. On teste ce système avec une alimentation variable protégée en intensité. A la tension d'amorçage, la ZENER conduit et le thyristor devient passant shuntant la ligne vers la masse. La résistance de 1Km tient la gâchette à la masse quand la ZENER ne conduit pas.
Ce système est adaptable à toute tension continue, sous réserve de modifier la valeur des composants.
Finition :
La résistance de shunt et le LM338 sont protégés mécaniquement par une tôle perforée récupérée sur une épave de moniteur vidéo.
Le 12,6 Volts :
Je l'utilise pour chauffer les filaments des 2 tubes préamplificateurs. Et aussi pour alimenter le relais de coupure haute tension en cas de panne de la tension de polarisation.
Pourquoi chauffer les filaments des deux préamplificatrices en 12 volts, alors qu'il y a du 6,3 volts continu pour les KT88 ?
Tout simplement parce que mon régulateur LM338 débite déjà 3,2 ampères et chauffe suffisamment. Donc je ne veux pas lui infliger ce supplément. Il est évident que si vous avez une source de 6,3 volts continu qui permet de chauffer aussi les préamplificatrices cela fonctionnera très bien. Il vous faudra sortir 4 ampères (très exactement 3,9 ampères). J'ai fait ainsi parce que je ne pouvais pas faire autrement. Sans autre raison technique inhérente à l'amplification et au fonctionnement.
Il faut fabriquer une alimentation 12,6 volts donnant 1 ampère. Un circuit LM317 convient ou encore un 7812 auquel on ajoute une diode pour avoir 12,7 volts. Ces circuits intégrés seront placés sur un généreux radiateur.
La tension alternative nécessaire devrait être de 18 volts (15 volts minimum).
Ci-dessous un schéma de principe parmi tant d'autres.
Banc d'essai filaments :
Pour essayer une alimentation il faut essayer "en charge" c'est à dire quand elle débite sa pleine puissance.
Il faut une résistance de charge. La meilleure résistance de charge gratuite que je connaisse est une vulgaire ampoule "grillée" halogène d'automobile, modèle H4. En général le filament "codes" (=feux de croisement) est grillé. Mais non pas le filament "phares" (= feux de route) qui sont moins sollicités. Il est prévu pour 12V 5A 60W et sous 6,3 volts il consommera 3,5A. C'est parfait pour représenter ce que je vais demander à mon ampli (3,1A). Les caractéristiques des filaments des ampoules ne sont pas linéaires, c'est pour cela qu'il consomme 3,5A sous 6,3V au lieu de 2,5A (Ce qui serait le cas avec une résistance ordinaire linéaire).
Pour parfaire la simulation j'ai ajouté une ampoule 6,3V 0,3A en parallèle. La consommation est passée à 3,8A.
Une résistance de charge gratuite parfaite !
En électronique le fil des cosses FASTON est plutôt soudé que serti (Recommandé).
Et c'est parti :
Banc d'essai (simulation).
C'est bien 6,3 volts et 3,5 ampères sur la charge.
La simulation est le seul moyen de ne pas avoir de déboires pendant la poursuite des travaux.
La simulation permet de corriger bien des défauts de conception.
Vers la fin des travaux :
Il ne manque qu'un voyant.
J'utilise un socle (socket) Octal pour mettre la prise qui reliera l'alim à l'ampli. Pour les filaments j'utilise 4 broches (2 fois 2) compte tenu de l'intensité de presque 4 ampères.
Pour l'ampli j'utiliserai une prise Octal faite avec une vielle douille de tube.
Banc d'essai complet :
Un banc d'essai complet est nécessaire, toutes les tensions débitant leur énergie nominale.
VIGILANCE.
C'est très dangereux.
Et ça fait très mal.
Ci-dessous : simulation totale.
Haute tension et basses tensions débitent dans les ampoules ad'hoc.
Faisceau de test pour mon alim.
318 volts sous 215 mA
Conclusion :
Maintenant
Nous avons une alimentation (une alim.) correcte, dûment testée.
Généreuse dans ses débits.
Alors attaquons l'amplificateur (l'ampli) !
vendredi 16 mars 2007. MAJ 27 DEC 2015 (Mobile Friendly). MAJ 4Juillet 2015.