Découplage des condensateurs de filtrage d’une alimentation linéaire

[audiotechno]

Bonjour à tous,

Je parle ici d’une alimentation "audiophilesque" constituée basiquement d’un transformateur suivi d’un pont de diodes puis d’une cellule de filtrage constituée d’un condensateur de filtrage, d’une résistance ou d’une self puis d’un condensateur réservoir alimentant au plus près un amplificateur.

Ce que je voudrais savoir c’est si vous aviez connaissance d’une étude technique sérieuse concernant l’ajout de condensateurs en parallèle sur des condensateurs de fortes valeurs de plusieurs dizaines de milliers de µF.
Y a-t-il une manière de calculer ces condensateurs et d’en mesurer les effets.
Bref, une information non subjective !

Mettre un condensateurs en parallèle sur un 220000 µF oui, mais quelle valeur ?
10 % = 22000 µF, 1% = 2200 µF, 0,1 % = 220 µF, 0,01% = 22 µF ou 0,001% = 2,2 µF.

En première approche, on peut calculer l’impédance de ce condensateur pour une fréquence donnée, ce qui pourra donner une idée du filtrage appliqué.

Mais au fait, ce filtrage suit une tension issue d’un transformateur, donc, passé une certaine fréquence (qui doit être relativement basse), un condensateur de valeur inadaptée ne doit servir à rien…

Quand à combattre l’effet selfique d’un condensateur de forte valeur, pourquoi pas, mais de quoi parle t’on ? Quelle est la valeur physique concernée ? Et selon la valeur de cette self, si on ajoute en parallèle un petit condensateur, n’obtenons nous pas un bel oscillateur ?

Outre les pratiques enseignées par l’Audiophile il y a quelques dizaines d’années, existe-t-il une approche technique, voir scientifique, de la mise en parallèle de petits condensateurs sur des beaucoup plus gros ?

Cordialement
Alain

[brunop]

Salut Alain,

Le plus pertinent est de regarder l'impédance de chacun d'eux.
Maintenant pour ce qui me concerne:
Sur 220000µf je fais :22µ+2µ+0,2µ
Voilà
Bruno

[escartefigue33]

Bonjour Alain,
Sur une alimentation redressée/filtrée on travaille à la fréquence du réseau.
Donc pas de haute fréquence comme sur alim à découpage.
Placer des petits condensateurs en parallèle peut à la rigueur diminuer les pics de commutation des diodes, mais il vaut mieux choisir des diodes à recouvrement doux.

Il est très facile d'observer le spectre de la sortie d'une alim, l'analyseur de spectre d'Arta est suffisant pour cela.
Mais il faut le faire dans des conditions réelles, c'est à dire en lui faisant débiter un courant correspondant à son utilisation, mesure une alim à vide n'apporte rien.
Dans ce cas, on s'aperçoit très vite que la pollution due aux pics de commutation c'est Peanuts comparée à l'ondulation à 100Hz.
Et là, ce n'est pas une capa supplémentaire de quelques centaines de nF ou de quelques µF qui va changer quelque chose.

Pour moi, tout dépend du courant consommé.
Tout d'abord, le transformateur doit être bien dimensionné, avec un bobinage de section suffisante et une faible RI, puis la capacité de filtrage doit être adaptée au courant.
Pour des courant faibles, on peut placer une self ou un circuit en PI.
Gérard

[PFB]

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

J'ai déjà une première question, t'es bien sûr t'avoir besoin de 220'000uF? a vue de nez ton alimentation délivre qqch comme 220Adc?

existe-t-il une approche technique, voir scientifique, de la mise en parallèle de petits condensateurs sur des beaucoup plus gros ?

Oui dans le développement appliqué aux alimentations, généralement on mesure. Car les caractéristiques des fabricants s'écartent en général des besoins de l'utilisateur. Etablir le courant RMS d'après les données publiées d'un fabriquant est quasiment impossible, ce sera bien plus effectif d'établir le courant RMS des condensateurs en situation réelle, la géométrie du montage ayant également une influence sur le refroidissement, les inductances de fuite, etc....

On parle d'alim de moyenne puissance avec 220Adc pas d'alim de prépré....

PFB

[audiotechno]

@Bruno,
C'est ce que beaucoup d'entre nous faisons, mais ça ne répond pas à la question.

@Gérard,
D'accord avec ce que tu dis. Intéressant ton idée de mesurer le spectre avec Arta.

@PFB,
220000uF, c'était pour l'exemple, j'aurais pu dire 100000 ou 330000 uF.

Merci à vous tous pour vos réponses
Alain

[JeanPP]

Bonsoir

Je ne connais pas d'étude sérieuse sur la question mais le problème des condos electrolytiques est qu'ils sont selfiques par principe et donc leur impédance remonte au delà de 5 à 10 kHz selon le type de condo. Ce n'est pas facile à mesurer car on cherche des impédances de l'oredre de l'Ohm.

Il faut donc mettre un condensateur de type polypropylène, qui sont à très faible inductance en principe, en parallèle et câblé au plus court.

La valeur du polypro ne dépend pas de la valeur du chimique mais de ses caractéristiques en fréquence.

La valeur du polypro doit être telle que son impédance à la fréquence à laquelle l'effet selfique du chimique intervient doit être égale à l'ESR du chimique (qui est son impédance minimale à peu de chose près).

Par exemple, si l'ESR est de 1 Ohm et que la fréquence à laquelle la self commence à jouer est 5 kHz :

C=1(2x3,14xESRxF)=1/(6,26x1x5000)=31,8 µF.

Valeur élevée et c'est normal. Les polypro de 2 ou 3 µF placés en // des chimiques ne vont pas donner l'effet escompté. Pire des résonances de l'impédance (remontées) de l'ensemble peuvent apparaitre autour de la fréquence de remontée de l'impédance du chimique et largement perturber le filtrage attendu.

Jean-Päscal

[jeanphilippe]

Moi j'en ai 4 de 150000uf, je mets 15+1,5+0,15 sur chaque?
Je précise que c'est un ampli...

[philou]

coté alim : 15000 uF // 100 nF polypro
coté amp (au plus prés de la sortie) : 1000 uF // 22 uF Panasonic Oscon // 4,7 uF XR7 ceramic,
ou 1500 uF // 33 uF Panasonic Oscon // 6,8 uF XR7 ceramic

Ne me demandez pas pourquoi, ni comment, mais ca marche mieux, surtout dans le grave

[JeanPP]

Bonsoir

Par exemple JJ Electronics donne des relevés d'impédance de ses condensateurs.

Selon le type, on voit bien les variations en fréquence ( et aussi en température !) de l'impédance, qui passe par un minimum plus ou moins prononcé.


  JJ Electronics TC_TE.pdf (Taille : 1,4 Mo / Téléchargements : 279)

Jean-Pascal

[forr]

Bonsoir

Quand à combattre l’effet selfique d’un condensateur de forte valeur, pourquoi pas, mais de quoi parle t’on ? Quelle est la valeur physique concernée ? Et selon la valeur de cette self, si on ajoute en parallèle un petit condensateur, n’obtenons nous pas un bel oscillateur ?

Outre les pratiques enseignées par l’Audiophile il y a quelques dizaines d’années, existe-t-il une approche technique, voir scientifique, de la mise en parallèle de petits condensateurs sur des beaucoup plus gros ?

Il y a des questions préalables qu'il serait bon de se poser.

Par exemple, à quoi sert de rechercher pour une alimentation une impédance la plus faible possible sur une zone de fréquence la plus étendue possible alors que l'impédance, résistive et inductive, de sa connexion aux circuits sera nettement plus élevée ?

L'inductance série des électrochimiques qui fait remonter leur impédance aux fréquences élevées est-elle néfaste ?
(voir ci-dessous ce qu'en dit Rod Elliott)

Un découplage local typique de 47 à 220 µF en parallèle avec un 100 nF n'est-il pas nécessaire et suffisant aux circuits en leur assurant une impédance d'alimentation localement très faible dans les fréquences élevées là où l'impédance de la connexion et la remontée de l'impédance des électrolytiques se fait sentir ?

Enfin, il faut se souvenir que plus la valeur des condensateurs réservoirs est élevée, plus le temps de commution des diodes est bref et donc, plus le redressement est générateur d'harmoniques de rang élevé.

Je ne connais pas d'étude sérieuse sur la question mais le problème des condos electrolytiques est qu'ils sont selfiques par principe et donc leur impédance remonte au delà de 5 à 10 kHz selon le type de condo. Ce n'est pas facile à mesurer car on cherche des impédances de l'oredre de l'Ohm.

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 :



Lire le texte qui l'entoure, c'est aussi sérieux que simple.
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.

Sur une alimentation redressée/filtrée on travaille à la fréquence du réseau. Donc pas de haute fréquence comme sur alim à découpage. Placer des petits condensateurs en parallèle peut à la rigueur diminuer les pics de commutation des diodes, mais il vaut mieux choisir des diodes à recouvrement doux.

Il semble beaucoup plus efficace de mettre un condensateur (100 nF) et un réseau RC en parallèle au plus sur des entrées d'un pont de diodes que de chercher des composants redresseurs exotiques.

EVA, éminent membre de DiyAudio qui, je crois, travaille dans le secteur des alimentations à découpage, avait publié à ce sujet des oscillogrammes dans ce post :

http://www.diyaudio.com/forums/power-sup...post753891

Les liens sur les images sont morts mais le texte de son constat demeure. Les autres posts du fil montrent que le sujet des alimentations et de leurs élements constitutifs n'est nullement "sous-étudié".