Découplage des condensateurs de filtrage d’une alimentation linéaire

[JeanPP]

Tirée du site de Rod Elliott ( http://sound.westhost.com/articles/capacitors.htm#s40 ) cette figure (n°14) montre une impédance de 1 Ohm à 9 MHz en simulation d'un électrolytique de 1 mF typique :



Cette remarque que l'on peut résumer
ce n'est pas parce que le circuit du condensateur présente une composante inductive qui émerge au dessus de sa résonance qu'il ne se comporte plus comme un condensateur
souligne le fait que la manie du "parallèlisme condensatoral" tire son origine dans de mauvaises interprétations des courbes d'impédance des électrolytiques.

Bonjour

Etude sérieuse et bien documentée, merci pour le lien.

Bien évidemment que le condensateur reste un composant emmagasinant de l'énergie, quelle que soit la fréquence de travail.

Il n'empêche que l'impédance d'un condo à la forme d'un V (ou plutôt d'un U) en fréquence et n'assure pas la fonction de "court-circuit" de la même manière sur toute la plage de fréquence qui va bien au delà de 20Hz - 20 kHz, car même sans CR globale(sortie->entrée), la modulation, les bruits des composants et de l'alim peuvent passer par le point commun de l'alim et se retrouver en opposition de phase sur un autre étage à, par exemple, 150 kHz. Ou à 5 Hz aussi !

Et son étude est limitée à un condo basse tension je présume, compte tenue des valeurs de capa citées.

Il faut savoir que plus la tension de service augmente, plus l'ESR augmente.

On peut trouver des condos de 50 millimho d'ESR à 10V mais pas à 400V.

L'exemple qu'il donne en simulation est un cas de figure peu réaliste. Je n'ai pas trouvé chez Vishay ou les fabs japonais des condos ayant 10 millomho d'ESR et 20 nH d'effet selfique, même pour de faibles valeurs de tension de service.

Jean-Pascal

[escartefigue33]

Bonjour,
C'est surtout à 100Hz qu'on a besoin qu'un électrochimique ait une RI faible, les courbes démontrent que la RI décroît avec la fréquence.
Il ne sert donc strictement a rien de doubler un électrochimique avec des capas plus faible, même s'ils sont meilleurs en HF, on s'en fout.

Comme Forr, je place des condensateurs de découplage électrochimique + non polarisé de faible valeur au plus près du consommateur surtout à cause du câblage.
Sur les Kanéda par exemple, 220 micro farads + 100nF font généralement l'affaire avec un câblage de section suffisante.

Je place un céramique ou un polypro aux bornes d'un électrochimique qui peut recevoir de la HF, véritable poison pour lui, cas d'une alim SMPS, par exemple.

Comme je l'ai déjà écrit, l'observation du spectre est édifiante.
Les constructeurs ne placent pas de composants inutiles, seuls les audiophiles font cela parce qu'ils n'ont pas les moyens ou ne savent pas faire les mesures qu'il faut.

Et surtout placer un condensateur "a l'oreille", c'est du plus grand comique, je suis prêt à le démontrer en ABX.

Gérard

[forr]

Etude sérieuse et bien documentée, merci pour le lien. Bien évidemment que le condensateur reste un composant emmagasinant de l'énergie, quelle que soit la fréquence de travail.
Il n'empêche que l'impédance d'un condo à la forme d'un V (ou plutôt d'un U) en fréquence

Pas pour les électrochimiques.

et n'assure pas la fonction de "court-circuit" de la même manière sur toute la plage de fréquence qui va bien au delà de 20Hz - 20 kHz,

Il est préférable de parler de points qui sont "à la masse en alternatif". Dans l'absolu, effectivement, on se retrouve avec impédances d'alimentation qui ne sont pas complètement nulles.
Le tout n'est pas qu'elles le soient mais qu'elles n'aient pas d'influence sur le signal de sortie du circuit.

car même sans CR globale(sortie->entrée), la modulation, les bruits des composants et de l'alim peuvent passer par le point commun de l'alim et se retrouver en opposition de phase sur un autre étage à, par exemple, 150 kHz. Ou à 5 Hz aussi !

"Point commun d'alimentation" fait immédiatement penser à "câblage en étoile" dont le centre est sensé être la référence de 0V dite de masse
En aucun cas, ce point commun ne doit se situer sur le trajet des courants qui traversent les condensateurs réservoirs.
Sinon contre-réaction élevée ou pas, la référence 0V est bruitée et se retrouvera en sortie. Pour illustrer le propos :

Et son étude est limitée à un condo basse tension je présume, compte tenue des valeurs de capa citées.
Il faut savoir que plus la tension de service augmente, plus l'ESR augmente. On peut trouver des condos de 50 millimho d'ESR à 10V mais pas à 400V.

Dans notre domaine audio, le courant demandé par un circuit alimenté à 400 V qui implique l'utilisation de tubes n'est pas le même que celui d'un circuit à transistors qui se nourrir de 40 V.

Un aspect un peu étonnant des alimentations concerne celle des amplis sono. En alimentation linéaire, le transfo y est bien "baraqué" mais la capacité des condensateurs généralement modeste, le mieux que j'ai noté est 2*40000 µF, mais c'est souvent dans les 2*10000 µF pour des puissances annoncées dépassant très largement 2*100 W sur 8 Ohm.

Autre documentation pour ceux qui ne connaissent pas Douglas Self :
http://www.eetimes.com/document.asp?doc_...e_number=8

[jerome]

Mettre un condensateurs en parallèle sur un 220000 µF oui, mais quelle valeur ?

Bonjour Alain,

L'idée de mettre des condensateurs film en // à des électrochimique remonte à loin, au moins en 1977 (1er N° de l'audiophile). C'était il y a bien longtemps...

On a fait pas mal de progrès depuis, en particulier grâce (ou à cause) des alim à découpage, du numérique, etc : il a fallu développer des condensateurs pour ces applications.

Si on regarde les condensateurs BC component série 154/155 ( "power economic" ) , cf http://www.farnell.com/datasheets/307983.pdf , le 220 000 µF / 25V (idéal pour un 20 W Hiraga, je ne sais pas si c'est ça que tu as en tête), on voit que :

- l'impédance typique à 100 Hz est de 5.5 milli-Ohm
- l'impédance typique à 20 KHz est de 7 milli-Ohm

Donc ça donne une impédance ultra faible sur toute la plage de fréquence qui nous intéresse. Rajouter un condensateur film ne me semble alors même pas nécessaire.

Bon, après ça dépend des condensateurs, si tu comptes utiliser de vieux condensateurs bas de gamme, c'est un peu différent. De même, les condensateurs "haute tension" pour alim à tube sont moins performants de ce point de vue.

S'il faut vraiment mettre un condensateur en //, les gros condensateurs film ne sont pas forcément un très bon choix, comme le film est enroulé, ça fait une "bobine", et ils sont donc assez selfiques. Il faut alors le découpler lui même par un plus petit condensateur film, etc, comme le proposait Bruno.

Il existe une série de condensateurs chimique qui est exceptionnelle : les Panasonic OS-CON. Ce sont de petites valeurs, quelques dizaine à centaine de µF, donc utilisable en découplage de gros condos d'alim, ou dans des circuits BT. L'impédance reste très faible jusqu'à plusieurs centaines de KHz, cf http://industrial.panasonic.com/cdbs/www...0COL30.pdf

A+

Jérôme

[JeanPP]

"Point commun d'alimentation" fait immédiatement penser à "câblage en étoile" dont le centre est sensé être la référence de 0V dite de masse
En aucun cas, ce point commun ne doit se situer sur le trajet des courants qui traversent les condensateurs réservoirs.
.....

Désolé de vous avoir fait penser à ca...

J'ai bien appris dans mon jeune âge à ne pas mélanger les courants des différentes fonctions et à bien différencier les cheminements.

J'évoquais simplement le point commun 0V de la partie amplification, constitué d'une suite d'étages utilisant la même ref 0V.

Jean-Pascal

[escartefigue33]

les gros condensateurs film ne sont pas forcément un très bon choix, comme le film est enroulé, ça fait une "bobine", et ils sont donc assez selfiques. Il faut alors le découpler lui même par un plus petit condensateur film, etc, comme le proposait Bruno.
Jérôme

Il existe des condensateurs film qui sont très peu selfiques parce que les électrodes sont soudées sur toute leur longueur de chaque côté.C'est le cas également pour les condensateurs mylar ou les multicouches.
Les constructeurs cherchent évidemment à minimiser l'effet selfique autant que la RSE.
L'apparition des alimentations à découpage et la généralisation de la haute fréquence en électronique de puissance a conduit les constructeurs à développer des produits de haute qualité.

Les plus mauvais dans ce domaine sont les électrochimiques.
Gérard