Alimentation Sigma22 60V

[stef1777]

Bonjour à tous,

Je suis entrain de finaliser une nouvelle carte électronique audio.

Cette fois, je me suis lancé avec un copain sur le design d'une alimentation inspirée de la Sigma22. Cette alimentation permettra de fournir une source régulée 50-60V et 3A (avec dissipateurs externes). La chute de tension est inférieur à 6 V (+10V pour le circuit original limité à 30V). Elle devrait être capable d'alimenter une carte d'amplificateur.

J'ai particulièrement travaillé pour avoir une version de taille réduite (75x130mm). La carte de filtrage est externe pour plus de souplesse et de polyvalence.

Comme mes autres projets, les fichiers seront disponibles en téléchargement.

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Je vais bientôt lancer le premier prototype.

Stef.




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On peut monter les TO-220 sur un dissipateur externe en les mettant à plat en dessous.
La partie métal du TO-220 dépasse du PCB pour la fixation.

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[stef1777]

Pour completer la nouvelle carte Sigma, j'ai fait une alimentation compact en mono bridge pour aller avec.

J'ai commandé les PCB de la sigma aujourd'hui. Il n'y a plus qu'a !!

Stef.


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[stef1777]

En attendant les PCB, je fignole des images 3D.

La carte avec les dissipateurs. Ce sont des Fischer SK-104 de 50mm de hauteur. J'espère qu'ils tiendront 200mA à 50V.

Bonne soirée,

Stef.




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[bernard74]

bonsoir à tous

Stef : peux tu nous en dire plus sur ton alim , je la trouve quand même bien chiadée , ou tarabiscotée , je ne sais pas encore
surtout que la filtration n'a pas encore été dévoilée...

je suis toujours surpris par la grande simplicité et le peut de composant utilisé par des grandes marques très réputés de la hifi pour leurs alimentations +/- 60V et 2 ou 3A voir plus, par branche. que finalement en regardant ton schéma je ne sait plus ou se situe le juste milieu dans l'élaboration d'une alimentation.

Se veux t'elle universelle ? ne serais ce pas superfétatoire pour certains montages ?

Cordialement.

[stef1777]

Bonsoir Bernard,

Tu trouveras les concepts techniques de ce circuit ici et aussi chez le designer d'origine Ti Kan.

Le chalenge est d'en faire une alimentation apte à fonctionner avec des cartes amplificateurs. Cela permettra de s'affranchir des fluctuations du réseau EDF qui vont de nos jours de 220V à 250V dans nos contrées. Tout en ayant des caractéristiques techniques hors paire (grande bande passante, courant instantané limité par le transfo et les diodes, faible bruit (10uV et haut PSRR)). Tout ce que n'a pas une alimentation à découpage.  

Par rapport au design d'origine, la précision a été améliorée via l'utilisation d'un circuit à base de TL431B (0.4%), d'un nouveau servo moteur basé sur une puce H-Bridge ZHB6792 de chez Diodes Incorporated et de nouveaux Mosfet plus performant. Ansi que de l'ajout d'un système de réglage de la tension par trimer et une meilleure protection en cas de défaillance. Le tout dans 75x130.

J'ai choisi de ne traiter sur cette carte que la partie régulation. Cela laisse tout le loisir de choisir la carte de filtrage adaptée (Class A / D ou B) et dimensionnée en fonction du besoin de la carte d'amplification. Sachant qu'avec cette carte, il n'y aura pas besoin de Kg de condensateur pour faire "banque" d'énergie. Les Mosfet sont plus rapide que les condensateurs. Il faut juste le minimum pour bien filtrer.

Stef.

[tron_ic]

Bonjour à tous, bonjour Stéphane

Je constate une énième fois et toujours avec autant d'émerveillement le très haut niveau de conception et de réalisation de tes projets.

Les images 3D et le reste sont pour moi proche de la perfection !    Rien à dire sinon Bravo

Encore merci pour le partage et toutes ces informations intéressantes

A très bientôt. Salutations. Tony

[fyl]

La carte avec les dissipateurs. Ce sont des Fischer SK-104 de 50mm de hauteur. J'espère qu'ils tiendront 200mA à 50V.

Sans tenir compte des autres résistances thermiques (puce/semelle, semelle/isolant/dissipateur) ils font 9 C/W - on a aussi K/W, identique (delta 1° K = delta 1° C), c'est à dire 9° C par watt dissipé. Par exemple montent à 45° C en dissipant 5 watts.

Si on veut être précis on a

Tj = Pd (Rjc + Rcs + Rsa) + Ta

avec Tj = température de jonction (puce), Pd = puissance à dissiper, Rjc = résistance jonction/boîtier (puce/semelle), Rcs = résistance boîtier/dissipateur (semelle/isolant/dissipateur), Rsa = résistance dissipateur et Ta = température ambiante.

Si certains composants sont spécifiés à Tj = 150° C, mieux vaut surdimensionner et limiter dans ses calculs Tj à 100°.

Rjc et Rsa figurent dans les datasheets des composants envisagés.

Rcs dépend du type de montage utilisé : direct (boîtier isolé), graisse ou pâte thermique seulement (boîtier isolé), graisse/pâte + mica (à l'ancienne), isolant souple (silicone, Kapton, Keratherm, SilPads, etc.), graisse/pâte + isolant céramique.

Sa valeur se situe entre 3° C/W pour du direct, 1,5° C/W pour du silicone, 0,9° C/W pour du mica avec graisse, 0,8° C/W pour du mica avec pâte thermique, 0,12° C/W pour du Kapton ou du Keratherm. Des surfaces bien lisses, de l'isolant céramique en nitrure d'aluminium, de bonne épaisseur (les plus épais sont les plus efficaces, oui, je sais, c'est contre intuitif), avec une pâte thermique au nitrure de bore appliquée avec parcimonie permettent de descendre aux environs de 0,1° C/W.

On a tout ce qu'il faut pour calculer et choisir un dissipateur adapté.

[stef1777]

Merci pour les explications.

Cela devrait aller car j'ai prévu de l'utiliser à 86mA par rail sous 50V répartie sur deux dissipateurs. Cela va aussi bouger car je dois essayer d'autres MOSFET de puissance plus performant au lieu de ceux du schéma d'origine.

Pour les isolateurs, je prend généralement des Thermalfilm 0.9 W/m-K mais cela depend du prix car les prix ont explosé sur ce type de produit.

Après, on peut toujours utiliser un dissipateur externe mais cela prend plus de place.

A voir dans la réalité car rien ne remplace un test en réel avec la mesure de température.

Stef.

[fyl]

Pour les isolateurs, je prend généralement des Thermalfilm 0.9 W/m-K mais cela depend du prix car les prix ont explosé sur ce type de produit.

Les Aavid ThermalloyThermalfilm et Th ermalfilm MT (Kapton) ont une conductivité ridicule, genre 0,15 à 0,4 Wm/K selon la version.

C'est plutôt en 0,9 du Thermasil III ou similaire, silicone sur maillage de fibre de verre, cher - genre 70 centimes le bout par carton de 12 000 en TO-220, conductivité thermique médiocre et mauvaise tenue dans le temps.

Les Thermalloy ont beaucoup mieux et moins cher avec les 4171G en oxyde d'aluminium qui font 79,56 Wm/K, quasiment cent fois plus conducteurs thermiquement et avec une tenue impeccable une fois montés (et pas trop serrés).

Ah oui, on utilise en général la résistance (K/W) et non la conductance (Wm/K), l'une est l'inverse de l'autre, il est facile de passer de l'une à l'autre.

[stef1777]

Je dois bientôt passer une commande chez Mouser. J'en prendrais quelques-uns pour essayer. C'est le même prix ou presque que les Thermalfilm.

Je cherche aussi des plaques à découper mais je ne trouve que des produits pas terrible.

Stef.

[stef1777]

Retour des premiers tests. C'a marche !!

Pour 55V en sortie et 61,5V en entrée.

1,5A pour les deux rails = 0V de perte de tension.
4A pour les deux rails = 1,2V de perte de tension.

On perd donc 6,5V + 1,2V pour 4A et pour la modique puissance de plus de 400W.

Les dissipateurs ont tenu 3 minutes avant de devenir bouillant à cet ampèrage.

C'est préliminaire car la maquette est basée sur une kit Chinois tweaké pas sur mon PCB.

Stef.

[stef1777]

Bonjour,

J'ai publié la version 1.1 du PCB.

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Les empreintes pour U1 et U2 (ZHB6792TA) étaient fausses. J'ai confondu SM-8 et SOT-8 alors qu'il s'agissait de SOT-223-8. J'en ai également profité pour modifier certains placements de composants et renforcer l'épaisseur de certaines pistes.

Le test de la carte ne sera pas pour cette semaine.

Stef.

[bernard74]

bon cette alim , que va t'elle alimenter ?
un gauffrier ?

je suis curieux.....
nous sommes si peut à faire du DIY de presque A à Z sur le bleu en partant de schéma connus et en y apportant notre potion magique.....

[stef1777]

Salut Bernard,

Je reprend le texte que j'ai mis sur le sujet spice. Nos messages ce sont croisés.

La carte est prévue sans les condos d'entrée (et de sortie si nécessaire, voir les 3D de la carte). A l'utilisateur de mettre ce qu'il faut en fonction. Le but est d'avoir une carte la plus petite possible et qu'elle puisse aussi être ajoutée par exemple dans une alim CRC déjà existante (on la met à la place de la R).

Pour le moment, je conserve le circuit d'origine et je vais testé en vrai celui-ci comme première version comme référence au circuit d'origine de Ti Kan (sans la TL431 avec une simple zener à la place).

Je compte l'essayer avec une de mes cartes proto de Q17.

Stef.



EDIT :

La carte semble bien réussi mécaniquement et thermiquement. Dommage que je me sois planté de socket sur le premier proto. Il aurait fonctionné du premier coup.

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[bernard74]

bon finalement j'ai ma réponse,
et pu lire ta présentation sur HCFR entre autre ,
tu as beaucoup plus de patience que moi , et surtout mieux organisé, ton Q17 est très élaboré, comme l'alim que tu viens de sortir .
Je me contente d'être baucoup plus rationnel, enfin chez moi c'est une déformation, toujours rechercher à vouloir tout rationaliser , à simplifier....
C'est la qualité première des feignants
mais conserve toujours une oreille très attentive et critique ....

[stef1777]

J'adore particulièrement faire des PCB. C'est tout un art mais comme je suis trop perfectionniste, je gâche pas mal de sous en proto.

Au sujet des dev de produit de AàZ, j'ai remarqué que même sur diyaudio, il y a moins de monde et moins de compétent techniquement. Beaucoup des électroniciens des années 80 (l'age d'or) sont maintenant à la retraite.

J'ai commandé des PCB de la v1.1.1. Dans une semaine ou plus car les Chinois sont fermé pour le 1/2 mai.

[bernard74]

oui le budget engloutit est un frein très efficasse ...
c'est aussi pour cela que je ne me disperse pas trop,
Le Diy pur vas disparaître, au profit des copistes ....
sinon que pourrais tu dire du Q17 je n'ai pas vu par exemple sa bande passante.
sous le coude j'ai un JLH 2003 et the Cube de JM Plantefeve, en blocs mono.
je travail sur une alim commune aux deux , ils ont les mêmes tentions de service, et couant sensiblement équivalent, mais n'arrive pas à trancher , ça vas finir au pile ou face sur les schémas ou alors 2 protos ce que je souhaite éviter.

[stef1777]

Au niveau filtrage, j'ai réalisé ces deux alims en 100x100mm.

La nouvelle à droite avec un seul pont et des diodes de compét, et celle que j'utilise avec les Q17 avec 2 ponts Vishay.

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[lamouette]

Bonsoir
Je pense qu'il serait juste de citer le concepteur AMB et vendeur de kit ou PCB ainsi que le schéma d'origine.
AMB sur la page de la Sigma22 : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]
Le schéma d'origine:
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[stef1777]

Salut Lamouette,

Ti Kan est cité partout sur mes documents et je suis même en contact avec lui. Pour info, le circuit est Open Source. Ce qui n'empêche pas les Chinois de copier purement et simplement son PCB et de même livrer son schéma avec leurs kits.

Stef.

[lamouette]

salut stef1777
mal copié alors
Pourquoi ne pas prendre les PCB chez AMB directement?

[bernard74]

la Mouette ça ne sera pas aussi bon que ce qu'il vas monter lui même ..... et la petite satisfaction personnelle tu en fait quoi ?
la grande satisfaction personnelle....
le DIYeur n'est jamais humble ....

[lamouette]

Non je parle des PCB chinois et du respect du circuit. Pour ceux qui ne font que monter sans créer de PCB il vaut mieux partir sur un AMB et acheter les composants prescrits.
Si Stef respecte le circuit AMB sans faire d'erreurs et qu'il le fait un peu à sa sauce et qu'il ne copie pas les chinois tout va bien se passer .

[stef1777]

Il n'y a pas que des copies chez les Chinois. J'ai un PCB Chinois avec une implantation et une taille de PCB complètement différent que celui d'AMB. Il a aussi une TL431 (en circuit passif) et un trimer pour régler la tension. Ce que n'a pas celui d'AMB. Par contre, le PCB chinois n'a pas les diodes de protection du PCB d'AMB.

Les gens achètent les kit chinois car tu as un kit complet pour 35€ livré alors que le PCB seul d'AMB revient en Europe avec le frais de transport, la douane et les 10€ com de poste à 45€.

Les bons sentiments ok mais quand cela touche au portefeuille les gens restent des êtres humains.

Stef.

[lamouette]

Si le pcb est ok ça va mais pour les composants rien n'est sûr. Il faut vraiment trouver une boutique sûre parmi toute l'offre.
rien que trouver des TL431 corrects même dans les  boutiques pro ce n'est pas toujours ça.
Presque à chaque fois que j'ai acheté des kits j'ai fini par tout refaire et même refait un PCB parce qu'en améliorant petit à petit le circuit le PCB d'origine et la moitié des composants ne va plus.

[stef1777]

Sur la dizaine de kit dispo chez les Chinois celui-ci est un des mieux.

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Les composants sont bon. Que de la grande marque (Rubicon, Samwha, FC, ceramic COG, MKT, Fairchild, ON Tech, MUR820, Aavid, etc.). Même les résistances sont des Vishay MRS25.

Limité à 30V avec 8-10V de différence comme AMB et les autres copies chinoises.

Stef.

[Jef]

Sur la dizaine de kit dispo chez les Chinois celui-ci est un des mieux.

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Les composants sont bon. Que de la grande marque (Rubicon, Samwha, FC, ceramic COG, MKT, Fairchild, ON Tech, MUR820, Aavid, etc.). Même les résistances sont des Vishay MRS25.

Limité à 30V avec 8-10V de différence comme AMB et les autres copies chinoises.

Stef.

Il ne semble d'ailleurs plus disponible.... victime de son succès

Peut-être que Stef valide cette version [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[stef1777]

Plus besoin de commander en Chine.

A première vue la carte fonctionne. Du moins, elle n'a pas cramée à l'allumage.  

Je la laisse chauffer sans charge histoire de roder un peu les composants. Plus tard, je vais la torturer.

Stef.


Le maximum que je peux sortir à vide avec 60V à l'entrée.
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J'adore ce genre de CMS max facile à souder.
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[bernard74]

je vois de la fumée sortir ....

[stef1777]

Me parle pas de malheur.

Avec une charge de 50mA, la tension monte à 55,07V.

55,07V sur le rail positif et 55,06V sur le rail négatif.

Le régulateur met 4 secondes pour atteindre 50V et 11 secondes au total pour atteindre 55V.

A 50mV tout est froid bien sûr.

Je vais bientôt sortir l'artillerie lourde.

[stef1777]

Première mesure.

Mesure d'ondulation avec 60 V à l'entrée avec une charge de 50 mA.

Sortie : 55 V

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[stef1777]

Seconde mesure.

Mesure d'ondulation avec 60 V à l'entrée avec une charge de 200 mA (270R).

Sortie : 54,7 V

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[stef1777]

Le petit train fonctionne.

Entrée Sigma : 60 V
Entrée ampli : 54 V
Consommation : 2x 120mA avec FIP à niveau moyen.

Je laisse tourner comme cela pour voir.

Stef.


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[bernard74]

radio Nova tire plus
bien !

[stef1777]

En position, pour le test de longue durée.

J'ai mis une 5.6uF MKP que j'avais en C7 sur le Turbo.

Je n'ai pas touché au reste pour l'instant.

Stef.


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[stef1777]

A première vue avec la 5.6uF, baisse du niveau de bruit dans le HP (100Hz) et plus de basse. Dire que j'ai vécu avec une 1uF depuis 2 ans.

Essais sur Triangle Titus 202.

Je suis un fan de FIP et de ses filiales.

Stef.

[bernard74]

les Fip v'est bien y en a pour tous les goûts maintenant...

si tu as plus gros que 5.6uf essaye
as tu essayé une 68pf à la place de la 420 ?

[stef1777]

J’ai pas.