Salut à tous
Je vous avais dit que je préparait un tsunami pour le moulin, le voici

C'est un peu long, détendez vous, prenez un café, et c'est partie !
Alors me voilà, avec une méthode "calcul-less" ! Totally graphique !

(j'aime pas les équation, ça fait mal à la tête

)
Bon, ce n'est pas encore parfaitement clair dans ma tête et je vais avoir besoin de vos critiques.
Pas de calcul alambiquée, pas de considérations douteuses, pas de facteur correctif...
Jusqu'ici, on a toujours travailler sur les même graphiques... Ia = f(Ua) paramétrée en Ug1 @ Ug2 fixé et Ig2 = f(Ua) paramétrée en Ug1 @ Ug2 fixé, généralement sur le même graph ! Bien bien bien...
Sauf qu'entre 250V et 400V, on a que dale... ce qui pour faire du design, ne nous arrangent pas vraiment, pour ne pas dire pas du tout ! 8O
Donc dès le départ, une méthode issue simplement de ces graphiques risque de vite montrer ses limites.
Mais heureusement, il y'a d'autres courbes dans ces data, des courbes que l'ont a pas du tout utilisé même ! Genre la courbe Ia = f(Ua) paramétrée en Ug2 @ Ug1 = 0V !!
Que nous donne-t-elle ? Facile, elle donne Ia en fonction de Ua pour des valeurs fixes de Ug2, en plus sympa, tous les 50V, et encore plus sympa, pour Ug1 = 0V !
Si on pouvais en faire quelque chose, ce serait pas mal... C'est là toute la base de ma théorie, alors si vous dites que c'est pas exploitable, arrêtez-vous ici
Dès le départ, je n'utiliserait pas le facteur K concernant l'angle de conduction.
Si on considère un cas parfait, des signaux carrés et non sinusoïdaux, autrement dit le plus pire qu'on puisse avoir car Ig2 est tout de suite à Ig2max et notre G2 s'en prends plein la tronche. Je n'admet pas que lorsqu'un tube est entièrement bloqué et l'autre entièrement saturé, il puisse y avoir d'angle de conduction supérieur à 180°. Un signal carré donne un fonctionnement tout ou rien, tant au niveau des courants du tube que de sa conduction. S'il y'a un coefficient de conduction à prendre en compte, alors c'est parce que nous ne somme pas en régime parfaitement carré et donc, nous ne somme pas dans la pire condition de fonctionnement car les G2 ne sont pas à sollicité au maximum dès le début de la période du signal.
Ce concept pourra être réintégré plus tard, pour le moment, je vous demande juste de mettre toutes les théories et calculs précédents de côté, juste le temps de cette lecture.
Donc, j'attaque : on s'amuse à tracer les droites de charge du cas N°1 (bleu) et du cas N°2 (rouge) présenté par Bozole.
On obtiens ceci :
On sait dans le premier cas Ug2 = 250V et dans le deuxième cas Ug2 = 400V
On a tous ce qu'il faut sur la courbe...
Que voit-on ?
Dans le premier cas
On avait déterminé un Uamin = 50V en passant dans le coude Ug1 =0V @ Ug2 fixée = 250V. On avait aussi déduit que ce montage était "safe" et ne nécessitait pas de Rg2.
Sur cette courbe, on voit déjà que si on voulait le courant max qu'on a déduit sur le réseau de caractéristique Ia = f(Ua) paramétrée en Ug1, on l'a plutôt dans l'os pour atteindre Ia = 167mA avec un Ug2 = 250V @ Ua = 50V. En effet, on voit qu'à ces valeurs, on a à peine 160mA. J'y reviendrai plus tard...
On voit également qu'on vient juste de couper la courbe Ug2 = 250V à Uamin = 60V avec un Iamax = 165mA ce qui est plutôt le Iamax qu'on attendait... Déjà, ça change légèrement la donne de départ concernant notre Uamin !
Première question : aurions-nous donc essayer de faire des calcul en partant d'hypothèses insuffisament vérifiées ? J'entends par là, la possibilité de réunir tous nos paramètres (Uamin, Iamax, Ig2max) d'après les différents graphiques données ? C'est un point à éclaircir, car d'après les datasheet, celà semble, à première vue, impossible.
Ensuite, sur cette courbe :
On voit que pour un Uamin = 50V et Ug2 = 250V, on a Ig2 = 31mA soit une dissipation de moins de 8W sur 1/2 période => montage safe sur une période, surtout si on considère que Uamin ne peut techniquement pas descendre à 50V car Iamax est limité par la "faible" tension Ug2, donc Ig2 serait plus faible et la dissipation aussi => montage ultra-safe.
En revanche, on peut voir qu'on peut descendre à Uamin=50V en se plaçant à environ Ug2 = 270V pour couper une courbe imaginaire maximale Ug2 = 270V @ Ua = 50V @ Iamax = 170mA.
Quel serait notre Ig2max ? On devrait tomber sur un truc genre 40mA si on imagine la courbe Ug2 = 270V, comprise entre Ug2 = 250V et Ug2 = 300V soit une dissipation de 10.8W soit 5.4W sur 1/2 période...
On peut faire une petite remarque intéressante au passage, en disant que les G2 sont en condition "safe" lorsque notre droite de charge passe "dans" ou "au dessus" de leur coude à Iamax...
EDIT : Cette remarque est fausse, voir exemple page 15
Intéressant... saurait-on déterminer graphiquement notre Ug2 maximal via cette méthode ?
Pas de conclusion attive, ce n'est qu'un cas particulier...
Passons au deuxième cas... sans changer d'approche bien sûr.
Deuxième cas
On avait déterminé un Uamin = 50V en passant dans le coude Ug1 =0V @ Ug2 fixée = 400V. On avait aussi déduit que ce montage n'était pas "safe" et nécessitait des Rg2 pour protéger les G2. On avait aussi un courant Iamax = 240mA.
Jettons un oeil à notre courbe... pfiou ! La courbe qui sort du réseau à l'endroit Ia = 240mA est la courbe Ug2 = 350V. Pas de bol, on passe sous son coude !
Ca tombe bien, on va pouvoir vérifier notre hypothèse qui disait que la G2 est safe si la droite de charge passe dans son coude sur la caractéristique.
Ug2 = 350V, Ia = 240mA, Uamin = 68V (tiens... encore un fois, ça ne tiens pas le Uamin déterminé au départ...).
On retourne sur notre graph des Ig2 = f(Ua) paramétré en Ug2 @ Ug1=0V...
Bon, on est à 50mA et des poussières... soit à plus de 18W sur une 1/2 période donc 9W sur une période => On est clairement pas safe... et on passe largement sous le coude.
Imaginons une courbe Ug2 telle que la droite de charge passe dans son coude ou légèrement au dessus... Pour passer dans le coude, cette courbe imaginaire semble donc se situer pile poil entre Ug2 = 300V et Ug2 = 350V... Disons Ug2 = 320V.
On remarque par la même occasion qu'on réhausse encore notre Uamin !! C'est marrant, c'est exactement ce qu'on fait lorsqu'on compresse notre réseau avec des Rg2 pour protéger nos G2 et couper Ug1=0V plus rapidement, donc sans descendre au vrai Uamin que l'on détermine lors du premier tracer de droite de charge
Alors admettons Ug2 = 320V @ Uamin légèrement supérieur à 75V.
On trouve aussi notre nouvel Iamax qui est plus autour de 222mA, donc en compressant, on perd de la puissance P = Z.I² ... ou du swing en Ua, ce qui revient au même ! Pour l'instant, ça concorde pas mal toute cette affaire je trouve... on touche un paramètre, ça modifie les autres, on compresse, réduisant courant et puissance... le tout d'un coup d'oeil grâce aux graphique... j'aime bien
Bref, notre Ig2max avec ces nouveaux paramètres, il fait dans les 35mA soit une dissipation de 11.2W sur 1/2 période donc 5.6W sur 1 période complète.
Certes un peu élevé... mais on passe dans le coude ! Suffirait peut-être de passer un peu légèrment au dessus pour tomber sous les 5W (ça tiens à quelques volts !)
Et c'est intéressant ! Car maintenant, on connait quelle est notre Ug2max (320V) @ Iamax (222mA) et par la même notre Ig2max (35mA) !
(D'ailleurs, on pourrait même s'amuser à recalculer la nouvelle puissance maximale de l'étage amplificateur en tenant compte de la compression qu'induisent les Rg2 sur Iamax ou sur le swing de Ua sur le réseau caractéristique !)
Comment calculer la résistance ?
Tout simple... On avait à la base un couple Ug2a=400V @ Ig2a=81mA pour Rg2a=0R.
On a maintenant un deuxième couple Ug2b=320V @ Ig2b=35mA pour Rg2b = ??
Connaissant le vrai Ig2bmax, et la chute de tension dans la résistance Ug2a - Ug2b, on en déduit facilement Rg2b :
Rg2b = (Ug2a - Ug2b) / Ig2(b) = 2.25kohms.
Oui c'est élevé... Et alors ??
Quand la simulation etaie la théorie... Ca devient encore plus intéressant :
Ca, c'est la dissipation des G2 !
Sachant que notre puissance est très légèrement supérieure à 5W, en choisissant le standart supérieur (soit 2.7kohms) on est quasiment sûr d'être tranquil.
Petite vérif rapide par la simul :
Un petit mot concernant la simul justement : j'ai repris le truc de Bozole sur les étage de puissance, j'y ai fait un montage Push-pull avec un modèle de transfo Hammond 1650R qui présente une impédance Zpp = 5700ohms à 1kHz d'après LTSpice. J'ai rajouté des Rg2 sur le montage et des sources de signaux sinus et carré.
J'injecte sur les grilles des signaux carrés à 1kHz, d'amplitude 37V.
La polarisation est faite à -37V. J'attends donc Ug1 = 0V pendant 1/2 période.
Et pour le plaisir, une petite simulation avec un sinus de 35V d'amplitude sur les résistance de 2.25k qui donnait, avec des signaux carré, une puissance de 5.4W
Messieurs... à vos critiques !
Il reste des zones d'ombre, en premier lieu, redéterminer le VRAI Uamin en tenant compte des limites qu'impose la tension Ug2 sur Iamax !
C'est là qu'on voit que les méthode précédente, où Ig2k était calculé à partir de Iamax et du DeltaU entre G2 et Ua, montrent leurs limites, car elles ne respectent pas les réalités qu'imposent la tension Ug2 et son changement dynamique sur le reste des paramètres !