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Sujet: construire un ampli classe A de 3000V

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Microtech

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Read post 11-01-2011 12:42

Bonjour,

Pour tester un HP plasma froid (vent corona ),
je souhaite réaliser une association de 3 IRFBG30, Vds = 1000V en série afin de constituer un MOS équivalent capable de contrôler en régime linéaire un courant de 3mA sous 3000V. La charge de Drain est constituée de 30 résistances de 22Mohms en //. Je ne sais pas comment polariser correctement les gates de chacun des MOSFets afin de les commander simultanéement.

Merci d'avance pour une idée ou schéma d'un ampli existant.

Gilles

iso14000

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Read post 12-01-2011 21:13

en voilà challenge!

le seul controle c'est le Vgs, il faut donc empiler les bootstrap.
Mais ces derniers sont fait pour des commandes on/off.
il va falloir être fin pour la commande Vgs max=+-20V

De plus il va aussi falloir s'assurer que chaque transistor ne "voit" que le 1/3 de la tension max chacun sinon claquage!

Je me demande si des composants de traction ferroviaire ne sera pas plus adaptés .

au fait ce composant n'est plus suivi chez IRF,


bon tout ça pour dire que je suis sec

Microtech

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Read post 12-01-2011 22:33

Bonsoir Iso,

La commande que je dois réaliser est similaire à celle d'un casque électrostatique paru y'a un dizaine d'année dans un numéro Elektor. Je dis ça de mémoire sans arriver à le retrouver... C'était des articles rédigés par une société qui vendait et présentait des kits en utilisant le support de presse de Elektor. Si ça vous dit quelque chose ?

Effectivement il faut utiliser un bootstrap uniquement pour alimenter le diviseur de la commande analogique des gates ...c'est même peut être la base de l'idée essentielle qui me manquait !
J'ai trouvé un article intéressant qui donne une solution pour que les Vds soient bien équilibrés mais qui concerne le mode saturé et pas linéaire.
Autrement il reste aussi les tubes thermo-ioniques, mais je sais pas si il existe une référence qui monte jusque 3000V en tension Vak ?

Merci

Gilles

Anneo

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Read post 12-01-2011 23:36

Bonsoir Gilles,
il y a encore le probleme de la capacite Cgs assez grande.
Autre solution un transfo ?
Le tube ED500 servait a stabiliser le THT de 25kV dans les TVC.
A ce tension le courant max.etait 1,5mA mais a 3000V probablement plus (question de dissipation anode).
Anne

Microtech

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Read post 13-01-2011 08:27

bonjour Annéo,

Effectivement, le transfo est une solution puisque la commande et la topologie de ce Hp sont un peut semblable au modèle électrostatique. Sauf que la membrane est une flamme de gaz ionisé et que utiliser un transfo ne permet pas de placer le point de repos à mi-courant...sauf en injectant un signal pwm à 50% en haute fréquence dans ce transformateur, fonction que pourrait réaliser un ampli classe T ( pourquoi pas il me semble qu'il fonctionnent ainsi ?) : certainement une super piste en y regardant de plus près ! car on peut remplacer le HP électrodynamique par le primaire d'un transformateur BF 16 Ohm, 8 ou 4 Ohm pour modifier le rapport d'élévation de tension qui doit être énorme puisque adapté à des commandes par tube. Autre avantage, l'isolement galvanique indispensable est inséré dans le choix de la techno alors que avec un classe A par semi conducteur il faut le rajouter par une interface optoanalogique...

Autre solution toujours avec transfo, réaliser l'alimentation THT en injectant le signal BF en modulant le signal PWM de part et d'autre d'un rapport cyclique ou fréquence de découpage calé sur la mi-tension = mi-courant dans la commande de pilotage d'un pont ou 1/2 pont élévateur. La difficulté, c'est que le signal Bf est pas un signal équilibré et qu'il y a risque de saturer la ferrite. Donc ça donne un transfo avec entrefer, et ça supprime pas mal de structures. Reste le flyback, le 1/2 pont assymétrique et aussi la résonance série mais en variation de fréquece. Mais la commande est complexe car avec des selfs on perd la notion de linéarité de la commande, on fera du son mais pas forcément fidèle.

Reste la solution "simple" bon vieux transistor équivalent en classe A ou son encore plus vieux collègue la triode.

Merci pour cette piste du tube ED500. C'est quoi un TVC ? Pour démarrer un courant de 1,5mA me permet de tester sur 12 aiguilles sous 20kV et c'est bien suffisant !

A+

Gilles

Microtech

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Read post 13-01-2011 09:47

Bonjour,

Pour y voir plus clair, la solution avec transformateur BF et ampli Clarity. Le mariage de l'ancien et du moderne pour tester un HP dangeureux avec des solutions "sur étagère" : Un ampli clarity de Elektor, un transfo BF pushpull pour tube utilisé en élévateur de tension, une alim THT de 20kV à commander et enfin le transformateur à construire selon le modèle joint

Attachmentampli+HPplasmafroid.spl

Microtech

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Read post 13-01-2011 11:39

Bonjour,
Voici le schéma lisible.
A+

Anneo

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Read post 13-01-2011 19:53

Bonsoir Gilles,
TVC =TeleVisionCouleur
Transfo de sortie se branche pas entre les transistors mais entre transistors interconnecte et masse.
Si je comprend bien,la conduite gaz est a 20kV et les aiguilles on un tension alternatif de 3kV crete.Le tension entre les deux varient de 18,5kV A 21,5kV?
Avec des EL34 en classB on peut aller jusque'a Vb=800V qui donne a peut pres 1450V entre anodes.
Et si on remplace le secondaire par une primaire doublee?
La sortie serait superpose sur 800V mais sur 20kV ...
Je ne connais pas ces systemes (seulement entendu parle de) mais il y a quelque chose de curieux.30x resistance 22M et courant de 3mA=0,1mA par resistance.Mais 22M a ce courant la ca donne 2200V! Pas un peut trop pour ces petit resistances
Anne

Modifié par Anneo le 13-01-2011 20:05

Microtech

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Read post 14-01-2011 10:19

Bonjour Annéo,

Je me suis aussi inquiété aprés avoir exécuté le calcul mais sur Farnell la tension de claquage est indiquée pour les résistances.

http://fr.farnell.com/yageo-phycomp/hhv-50jt-52-22m/resistance-0-5w-5-22m/dp/1779380.

Et ça passe. Par sécurité on peut envisager de mettre 2x10M.

Effectivement mon câblage de l'intérieur du Clatity est faux, je vais modifier le dessin. Merci. Je souhaite utiliser un ampli sur étagère sans modification : brancher l'appareil sur un transfo BF standard. Le choix du clarity me permet d'avoir une polarisation à mi-course, un peut comme une membrane de HP au repos

Le vent ionique qui est engendré par le choc des électrons sur les ions gazeux est maximum pour un courant de 120µA. Donc inutile d'aller au delà, d'où la nécessité de placer une résistance comme source de courant, elle fait d'ailleurs l'objet d'un brevet!

En fonction de l'écartement entre l'aiguille et la plaque, on peut réduire la tension jusque 3kV. Mais au détriment de la surface de la membrane...moins de grave ?

Dans le dossier que vous avez lu, il est question d'une commande push pull qui permet d'annuler le vent ionique, une seule membrane souffle comme un ventillateur 8m/s. Avec 2 membranes et une commande différentiel, le vent est nul et le HP produit un son car y'a une différence de polarisation des membranes. ( principe d'annulation du bruit avec AOP )

"Et si on remplace le secondaire par une primaire doublee" : ça je le comprends pas, j'arrive pas à le visualiser ?

Merci beaucoup.

Gilles

Anneo

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Read post 14-01-2011 22:20

Bonsoir Gilles,
mon Français n'est peut etre pas toujours tres clair,je suis d'expresion Neerlandophone.
Ce transfo sortie peut deja donner 1450V sur les anodes,alors si on continue l'enroulement a partir de l'anode avec assez de tours on arrive a 3kV.Puisque le transfo etait probablement plein on enleve le secondaire devenu inutile.
Dans realite pas si simple,les transfo on des couches primaire/secondaire alternees mais pas impossible.Bien que commencer a partir de 30Vcrete d'un ampli transistor avec un transfo 1/100 semble plus simple.
La charge pour l'ampli reste assez petit,22M/30=env.700k et sur transfo x2 alors 1M4/100carre=140ohm.
Selon les pertes transfo un ampli d'environs 5W semble suffisant.
Quand meme plus simple que des EL34
Anne

Microtech

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Read post 14-01-2011 23:23

bonsoir Annéo,

C'est pas un problème de language, c'était bien que je comprenais pas votre idée, ni le montage. Maintenant j'ai compris.
Le transfo serait une solution possible à condition que sa qualité ne masque pas le meilleurs du hp. Reste que un gros rapport de transformation entraine une forte capacité de liaison et un risque de claquage des isolants. Pour dire qu'il serait préférable de traiter le signale au plus proche avec un faible rapport de transformation, donc un ampli haute tension qui reste nécessaire...
Je cherche un moyen de réaliser un montage de transistors en série. Et peut être que les bipolaires sont plus simples à polariser.
Pour mes essais j'aimerais bien un amplificateur "direct drive"

A+

Anneo

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Read post 15-01-2011 21:34

Bonsoir Gilles,
comme c'est une probleme interessante pour laquelle j'ai jamais essayer de trouver de solution,manque de raison.Voici comment je m'imagine un possibilite.Auqune idee si ca fonctionne,a voir peut etre avec un simulateur.
Anne

igor22

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Read post 16-01-2011 22:56

Microtech...
La commande que je dois réaliser est similaire à celle d'un casque électrostatique paru y'a un dizaine d'année dans un numéro Elektor. Je dis ça de mémoire sans arriver à le retrouver... C'était des articles rédigés par une société qui vendait et présentait des kits en utilisant le support de presse de Elektor. Si ça vous dit quelque chose ?

...


Bonsoir,
j'ai l'article que tu cherchais (la première partie): c'est dans le n°124 d'octobre 1988.
Je peux le scanner, si tu en as toujours besoin.

Crdlt,
Igor

Microtech

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Read post 16-01-2011 23:25

Bonsoir,

Merci Igor, je pense que ça peut aider à faire avancer les choses en révisant la polarisation des MOSFET en série !

Annéo, bravo pour une commande différentielle d'un push haute tension. Je crois reconnaitre des sources de courant en partie haute et la commande en partie basse ? Mais pourquoi ne pas remplacer les sources de courant par les résistances des électrodes puisque elles jouent le même rôle ? Le choix du MPSA semble judicieux, il tient un courant Ic de 300mA (...) et une tension Vce de 400V et son prix est de 16cts d'euro. De quoi remplacer de couteuses triodes ( on va me bruler pour hérésie sur le forum des tubistes !)
Je passe commande pour les essais...

YMasquel

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Read post 16-01-2011 23:29

Bonjour Gilles et Igor,

Je n'avais pas eu le temps de chercher mais Igor m'a réveillé. Je dispose du second article et je le scannerai demain.

Si Igor peut me fournir la première partie qui fait partie des numéros "en promenade" je le placerai sur mon site comme l'autre.

Cela fait partie des numéros antérieurs à 1990 introuvables via la revue elle-même.

Amicalement, Yves.

Microtech

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Read post 17-01-2011 13:59

Bonjour à vous,

Je me suis posé la question de savoir si il existerait pas un kit tout fait pour réaliser soit même un HP de bonne qualité comme le Tweeter du Professeur Klein.

Attention même si c'est un kit, ça reste un projet qu'il faut considérer avec attention à cause de la haute tension et de l'ozone : il y a danger de mort par choc électrique, et brûlure des yeux et des poumons par l'ozone.

http://www.easternvoltageresearch.com/datasheets

Merci à vous d'avoir retrouvé le dossier du casque electrostatique. Une autre voies pour des écoutes d'exceptions. Le plasma froid serait encore meilleurs car le masse de la membrane est encore plus faible.

Gilles

YMasquel

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Read post 17-01-2011 15:32

Bonjour Gilles,

Comme promis le document est disponible à l'adresse habituelle.

Amicalement, Yves.

P.S. Si Igor peut me fournir de préférence les JPG (300dpi) je me ferai un plaisir de les passer en PDF. S'il y a des typons (pas sûr, c'est de source ELV) il est préférable de les avoir en 600dpi. Merci.

Microtech

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Read post 17-01-2011 18:39

Bonjour Yves,

Ai passé l'aspirateur pour enlever les poussières. vais faire de même dans mon grenier pour voir si je retrouve pas les revues concernées au cas où vous pouvez les retraiter comme PDF. Merci beaucoup, je trouve le service sympa comme souvent, tout ce qui a trait à la mémoire, sujet sensible.

Avez vous visité le site de construction d'un tweeter à plasma chaud en kit ? :

http://www.easternvoltageresearch.com

Ecoute uniquement en été porte-fenêtre ouverte...avec l'infraplanar

Gilles

Anneo

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Read post 17-01-2011 22:38

Bonsoir Gilles,Igor,
abonnee a,ce qui etait encore Elektuur,depuis les annees '70 je me rappele pas du tout de cette article.Peutetre pas dans l'edition Neerlandais?Alors je suis tres curieux de voir ce qu'ils ont fait.
Comme je ne sais pas quelle charge,surtout capacitif,cette systeme represente mon proposition de circuit comporte une deviation sortie actif dans les deux directions.Ca permet une charge capacitif beaucoup plus grande qu'un circuit qui depend seulement d'une resistance dans une sense et un transistor dans l'autre.Voici un dessin simplifie.
Anne

Microtech

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Read post 17-01-2011 23:30

Bonsoir Annéo,

Le schéma du circuit est sur le premier Elektor. Il faut attendre le dessin de Igor. Et je crois que Yves est aussi intéressé par l'article. De mon côté je vais fouiller mon grenier ! Mais il faudra faire la transmission par fax, j'ai pas de scan.
Effectivement les systèmes electrostatiques représentent une grosse charge capacitive car les membranes sont des capas. Pour le plasma froid, je pense pas...des pointes en regard d'une seule électrode plane ne peuvent pas représenter une charge capacitive. Mais ça reste une bonne idée de faire comme ça.

Avez vous visité le site pour le kit d'un tweeter à plasma chaud ?

Gilles

igor22

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Read post 18-01-2011 00:49

Et voici !

igor22

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Read post 18-01-2011 00:51

Et voilà !

igor22

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Read post 18-01-2011 01:01

C'est dommage, le circuit n'est pas d'Elektor: le schéma n'est pas aussi beau que ceux que publiait la revue à cette époque

Il y a aussi, dans ce numéro 124, un petit article sur les haut-parleurs numériques (avec 1 bobine par bit !), qui se conclue par cette phrase:
Nous sommes quant à nous curieux de voir combien de temps il faudra à Philips avant que cette firme ne soit en mesure de présenter au grand-public le premier prototype fonctionnel de son haut-parleur numérique.

On était en 1988...

Enfin, si Yves (merci pour ton travail de collecte et de partage !), ou quelqu'un d'autre veut les articles directement, il suffira de m'indiquer un email par MP.

Crdlt

YMasquel

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Read post 18-01-2011 07:56

Bonjour Igor,

Comme je le signalais pour informer de la mise en ligne de la deuxième partie de l'article, la réalisation est d'ELV (c'était une période où il y en avait une forte proportion).

Amicalement, Yves.

YMasquel

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Read post 18-01-2011 15:38

Bonjour Gilles et Igor,

Merci à Igor, j'ai récupéré les documents qui sont maintenant à l'adresse habituelle.

J'ai un peu amélioré le contraste et passé tout cela en PDF.

Pour ceux que cela intéresse, le scan de pages de revues nécessite quelques petites précautions car les inscriptions au dos des pages apparaissent par transparence lors du scan. Le truc le plus simple consiste à placer une feuille noire ou à la rigueur de couleur très sombre au dos du document pour supprimer tout contraste des inscriptions. C'est un vieux truc issu de la pratique de labo photo.

Amicalement, Yves.

Anneo

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Read post 18-01-2011 20:37

Bonsoir Gilles,
deux movaises nouvelles
1)Mon circuit,ca ne marche pas.J'ai calcule ce qui se passe quand le tension-sortie descend.Et bien,assez vite il n'y a plus de courant pour les bases,quand le tension sur les resistances diviseur chute c'est juste le moment qu'on a besoins de plus,et ca manque.
2)le circuit Elektor ne convient probablement pas.Le tension de crete n'atteint que 2kV entre les deux sorties.Chaque sortie toute seule ne donne que 500Vc oubien 1kVcc.Si j'ai bien compris on a besoin de presque 3kVcc chaque cote.
J'ai encore cherche un solution un peu different.Le probleme est que,tout seule,si je me trompe je voit pas ou tres tard que ca ne va pas.Alors je compte sur vous toutes pour me le dire quand je viens encore de proposer des betises
Anne

Microtech

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Read post 19-01-2011 19:04

Bonsoir Annéo,

Bravo, ça se précise. Lorsque le courant de polarision baisse du fait de la baisse de la tension de polarisation, la solution ne serait pas le bootstrap comme évoqué par Iso en début de sujet ?

Le dernier dessin me plait beaucoup. Est-ce nécessaire d'utiliser des darlingtons ? Une autre question, comment être sûr que la tension Vce s'équilibre entre les différents transistors de manière équilibré ? Les résistances en série de polarisation des bases doivent assurer un courant mini de 10µA par électrode correspondant au courant mini du Corona lorsque le transistor se bloque en quittant sa zone de fonctionnement nominale. Ceci pour éviter la coupure du rideau suivie d'un lent rétablissement.

Gilles

Anneo

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Read post 19-01-2011 22:43

Bonsoir Gilles,
des bootstrap MosFet superpose j'y pense mais pas encore trouve.Les capacites porte-source de plus de 1nF pas evident.
Pourquoi des Darlingtons?Les resistances diviseur doivent fournier les courants de base mais ne peuvent pas etre trop petit,ca fait augmenter le courant minimale et par la le tension max.de sortie.Avec les Darlingtons les courant des bases ne represente qu'un fraction du courant totale et le division des tensions sur les transistors reste intact.Au repos chaque transistor reçoit vers 200V et si on se limite a un dissipation de 400mW(pour ne pas trop chauffer qui ferait augmenter les courants de fuites)le courant est limiter a 2mA.
Quand je (pense)trouve un autre solution je reviens.
Anne

Anneo

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Read post 22-01-2011 14:16

Bonjour Gilles,
et voila revenu !
En combinant le schema de Elektuur avec le repartition des tensions avec des resistances que j'avais deja propose et des Mosfet de 1500V on y arrive.
Plusieurs resistance doivent accepter au moins 1k5V reste a les composer de plusieures en serie.
Le Mosfet de Sanyo pas tellement exotique se trouve chez Farnell a 5-6€ pièce.Ils ont le boitier isole,pas de problemes point de vue refroidiseur.Le drain c'est une autre affaire,bien isoler et plier loin des deux autre connections.
Probleme suivante,un alim 3kV 12mA (36W !).
Je vais inclure le fichier Express.sch probablement plus lisible.
Le programme ce trouve gratis sur le net.
Anne

AttachmentTHT2.sch


Modifié par Anneo le 23-01-2011 10:53

Modifié par Anneo le 23-01-2011 10:54

Microtech

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Read post 22-01-2011 19:23

Bonsoir Annéo,

Génial, j'ai hâte de pouvoir écouter un haut parleur de ce type en large bande. Mon baffle d'été avec ventillateur incorporé...et sous la pergola ! Mais je crois que pour obtenir du réalisme convainquant face aux HP électrodynamique il faut pousser la puissance jusque 1 kW. La tension d'alimentation serait de 20kV et donc le courant serait de 50mA...
Bien vue aussi l'hybridation. La difficulté du Mos reste son seuil de non conduction Vgs de 2v5.
Vous avez commencé des essais ? Si vous le souhaitez, je peux démarrer le dessin d'un circuit imprimé ?

A+

Gilles

Anneo

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Read post 22-01-2011 22:22

Bonsoir Gilles,
esperons que l'ete sera beau,pas evident ici en Belgique
Les montages et experiances pour moi c'est le passe.
Je me trouve sur mon lit dans un home avec un main qui fonctionne a peine mais avec mon ordinateur devant moi.
Pas raison de trop me pleindre je m'amuse bien avec des problemes genre ampli THT
A 69 ans on doit accepter qu'il y a un fin a tout,meme le bricolage(dommage)
Anne

Anneo

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Read post 23-01-2011 11:10

Il y avait un erreur,j'ai mal dormi et remplace les schemas plus haut.
Kessekisepasse? Ces CI n'accepte a l'entree que des tensions entre V+ et (V- +3V).Je le savais mais inverse le probleme ,limitant les tensions a V- et (V+ -3V)
Anne

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