Redresseurs remplacement

Limiteur de surtensions redressées.

Nous allons fabriquer des ersatz

2 cas: Les redresseuses à vide et les redresseurs "secs" au sélénium.

A/ Cas des valves à tubes

B/ Cas des redresseurs sélénium.


A/ Valves à Tubes

Le remplacement des valves à vide, genre EZ 80, 6X4, EZ81, 5Y3GB, 5U4 par des redresseurs à diodes ne pose apparemment aucun problème technique, selon certains.

C'est une erreur :

  • La résistance interne des diodes silicium modernes est beaucoup plus faible que celle des tubes et même des anciens redresseurs à oxydes métalliques ou au germanium. Votre haute tension sera plus forte. A l'allumage les condensateurs chimiques représentent pour les diodes silicium un court circuit. Il faut donc insérer des résistances en série. Leur valeur doit être de l'ordre de 47 à 200 ohms selon le cas.
  • Lors de l'allumage les tubes ne débitent que quand ils sont chauds. Alors que le redresseur à diode débite tout de suite. Il en résulte une surtension dangereuse pour les condensateurs chimiques de filtrage.
  • Le redressement par valves à vide est plus silencieux que le redressement par diodes. En effet les valves sont des redresseurs parfaits, sans seuil. En revanche les diodes silicium ont un seuil minimal de 0,75 volts. Et cela s'entend. Il faut donc parfaire le filtrage. Cette amélioration indispensable du filtrage peut être combinée avec l'adjonction des résistances séries, mentionnées en 1. Si vous pouvez ajouter une petite self c'est encore meilleur. En outre il faut adjoindre à chaque diode, en parallèle un condensateur céramique qui amortit le claquement de la tension de seuil.
  • Un Limiteur parallèle de surtensions est vivement recommandé. Je rajoute aussi 2 fusibles sur le secondaire HT alternatif: par exemple T 0.1A; on n'est jamais trop prudent avec ces vieilles radios ! un court circuit destructeur du transfo est si vite arrivé ! Ici on ne bénéficie plus de la limitation de la valve à vide. Les diodes 1N4007 peuvent débiter 1 ampère.
  • Et c'est seulement en réalisant tout cela que votre modification "tiendra la route".

Exemple Michel T. :

Remplacement d'un EZ 80 en toute sécurité.

La tension de sortie du transfo (dans les cas où il n'y a pas un haut parleur à bobine d'excitation) est de l'ordre de 275 volts.

Ceci conduit à un

Vous remarquez:

  1. Les condensateurs céramiques en parallèle avec les diodes. Ils doivent être isolés à 1000 volts ou mieux.
  2. Une condensateur papier de 100 nf, isolé lui aussi à 1000 Volts au moins pour parfaire l'atténuation du claquement (bruit) des diodes.
  3. Une résistance de 47 ohms pour limiter l'effet court-circuit des condensateurs chimiques en aval.
  4. Une résistance de 150 ohms avec un condensateur chimique supplémentaire pour parfaire le filtrage et ramener la tension de service à sa valeur initiale, elle compense la faible résistance interne des diodes silicium.
  5. Un limiteur, parallèle, de surtension à l'allumage, pour éviter le claquage des condensateurs électrochimiques. Ainsi avec des condos à 350 volts (très courants) il n'y a plus de problème.Les diodes zéner sont en série, par ex. 3 unités de 100 volts et une de 50 volts. Les transistors haute tension sont montés en darlington. Ce serait encore plus simple avec un MOS de puissance, il en existe qui tiennent 800 volts. Dans le cas d'un MOS la résistance de 10 K est shuntée par une zéner de 5 volts.
  6. Je n'ai pas essayé le MOS-FET mais cela fonctionne, voir le schéma d'Alain.
  7. Toutes les valeurs des résistances s'ajustent empiriquement par essais avec des fils à pinces. Le voltmètre est là pour Controller le résultat. Pour les forts en électronique (techniciens et ingénieurs) il y a des formules mathématiques.
  8. La résistance de 200 ohms est une résistance de charge, donc de puissance, c'est elle qui absorbe l'énergie excédentaire pendant le fonctionnement de la régulation parallèle de sécurité. Sa valeur est à adapter en fonction des données du circuit haute tension. Je rappelle que l'usage de cette régulation de sécurité est intermittent (disons 30 secondes) ensuite plus rien ne passe par ce module.
  9. Rien ne vous empêche de laisser la valve inutile en place pour l'admirer. ????!

Exemple Alain G. :

Rédigé par Alain G.....

Remplacement d'un EZ 80 en toute sécurité.

Restauration de l’alimentation d’un poste de radio des années 50.

Avant de commencer toute modification, j’ai tout d’abord établi le schéma de l’alimentation :

A part peut-être le dispositif de « polarisation statique » pour la grille de la pentode EL84, ce circuit est classique. La redresseuse est une EZ80.

Etat des lieux : les résistances de puissance Ra et Rb sont « cuites », le condensateur Ca a explosé, Cb et Cc sont en court-circuit. Le fusible secteur a joué son rôle, mais quelqu’un de mal avisé l’a enveloppé d’une feuille d’aluminium.

Le transformateur est complètement grillé, je le change. Je vide le double condensateur Cb,Cc et je replace à l’intérieur trois condensateurs : deux de 100µF 400V et un de 22µF 400V, il y a la place, les condensateurs modernes ont un volume bien plus réduit.

Je trouve que le principe de polarisation de la pentode est assez inélégant, je décide de le remplacer par une version bien plus satisfaisante et facile à mettre en oeuvre de nos jours.

Deux diodes (D) du type 1N4007, une résistance de 220kO, une diode zéner de 8,2V et un condensateur 100µF 16V, tout ce qu’il faut pour obtenir une polarisation vraiment « statique » ainsi qu’un circuit, à mon avis, plus rationnel.

Coté haute-tension, la résistance d’origine de 1,7kO a été remplacée par deux résistances R1 et R2. Ainsi

la redresseuse n’attaque pas directement la capacité de 100µF mais celle de 22µF, les conditions de bon fonctionnement de l’EZ80 sont donc respectées (50µF maximum).

Le poste fonctionne, mais le son est faible et distordu, la tension sur la cathode de la redresseuse ne dépasse pas 180V bien que le courant ne soit pas élevé. L’EZ80 est « pompée », je vais la supprimer.

(Pour ne pas alourdir le schéma, le circuit de polarisation n’est plus représenté)

Le problème, c’est à lors de l’allumage du poste, contrairement à la redresseuse à vide, les deux diodes D7 et D8, des 1N4007, fonctionnent instantanément alors qu’il n’y a aucune consommation. J’ai mesuré une tension de 440V sur la haute tension. Les condensateurs risquent de ne pas survivre longtemps à ce régime et leur fin risque d’être « bruyante ».

Le petit circuit dont l’élément principal est Q1, un mosfet de puissance haute-tension, va consommer à la place des tubes du poste et va s’endormir quand ils seront en fonction. Q1 est un BUZ77A, mais tout mosfet HT 600V devrait convenir.

R3 et R4 forment un diviseur de tension tel que le diode zéner D1, de 51V, ne conduit que si la tension en HT2 est supérieure à 250V, R7 draine le courant de fuite de la zéner quand la tension à ses bornes est inférieure à sa tension de coude. D2, zéner de 5,1V protége le gate du mosfet. Q1 conduit de sorte que le courant consommé maintienne HT2 à 250V.

La puissance dissipée par R5 et Q1 est grande (20W à eux deux) mais au bout de 30s, la tension en HT2 tombant à 240V, le circuit ne consomme plus rien.

J’ai dû ajouter R6 car la tension restait trop élevée, cette résistance remplace la résistance interne de la redresseuse à vide. Le condensateur C4 de 27nF, 1kV fait un pré-filtrage en éliminant toute composante HF venant du transformateur.

Rédigé par Alain G.....

B/ Remplacement d'un redresseur au sélénium.

 

Une cellule au sélénium ne peut pas sérieusement être remplacée simplement par des diodes.

Il convient de savoir qu'un redresseur sélénium est un semi conducteur imparfait, il conduit favorablement dans un sens avec un résistance interne importante et il conduit défavorablement dans l'autre sens avec une résistance interne élevée.

En revanche un redresseur silicium est conducteur (presque absolu) dans sens et bloqué dans l'autre sens. Son rendement est donc bien meilleur.

Le seuil d'un élément selenium est de 1,4 à 1,9 volts alors que le seuil d'un élément silicium est de 0,6 à 0,7 volts. Mais le déclenchement de ces seuils est différent, il est doux avec le sélénium alors qu'il brutal avec le silicium qui est donc générateur d'un bruit (un bruit de redressement bien connu des habitués, le fameux 100 hertzs des ponts de diodes).

C'est différent !!!

C'est différent !!!!

En somme :

Une diode silicium (moderne) conduit dans un sens avec une très faible résistance interne et pas du tout dans l'autre sens avec une résistance interne pratiquement infinie (disons supérieure à 35 Mohms).

Une diode silicium quand elle redresse émet un parasite parfaitement audible.

conclusion :

Il faut donc "amortir" une diode silicium pour obtenir un redressement silencieux.

Pour cela on place en parallèle avec chaque diode un condensateur de 1 nF et on ajoute une résistance en série.

Et malgré cela le filtrage général doit être renforcé.

Mais il n'y a pas besoin de limiter les surtensions (sauf cas particulier).

Et je rajoute toujours un fusible sur l'arrivée alternatif avant redressement. Pour un débit de 100 mA je place un fusible T de 0,2 A (T veut dire temporisé, c'est à dire que le fusible fond si le surdébit dépasse un certain temps, cela permet de supporter l'appel de courant à l'allumage quand les condensateurs chimiques sont vides et représentent un certain court-circuit pendant une fraction de seconde).

3 exemples réalisés :

ROSSINI-REDRESS.JPG

 

Kapsch Magnat

Tous ces condensateurs supportent au moins 1000 volts.

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Ci-dessous avec un électrochimique en plus et un filtrage renforcé.

Ajouter un chimique de filtrage directement à la sortie du redresseur silicium donne un résultat meilleur. Et si vous êtes "maniaques" une petite self de filtrage en série avec la résistance de 100-150 ohms améliorera encore les résultats.

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FIN. Mise à jour 11 novembre 2009. MAJ 6 Juillet 2015 (Mobile Friendly)