[RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

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a-wai
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[RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par a-wai »

Bon, je préviens direct : ce qui suit ne fera surement pas avancer le site, c'est juste histoire de palier à mon raisonnement que je soupçonne très stupide pour le coup...

En pleine phase de réflexion sur un futur projet, je me pose la question suivante : comment déterminer la puissance produite par un PP ?
Le problème est que j'ai vu 2 méthodes de calcul sur ce forum, et que du coup en extrapolant ça pose quelques soucis...

Commençons par un cas simple : le SE en classe A (cf. articles "Droites de charge - II")

Dans ce cas, il s'agit d'une EL34 avec Ua = Ug2 = 250V sous une charge de 2,5K
On a alors dU = 215V et dI = 85mA
La puissance est alors calculée simplement par P = Ueff x Ieff = ( dU / racine(2) ) x ( dI / racine(2) ), soit P = ( dU x dI ) / 2, donc P = 9,138 W

Compliquons un peu les choses : le PP classe A

On garde les mêmes éléments, mais en PP, à savoir des EL34 avec Ua = Ug2 = 250V et Za-a = 5K (soit 2,5K par tube, chaque tube conduisant pendant 100% de la période en classe A)
Dans ce cas, la droite de charge est strictement identique au cas précédent, mais on a 2 tubes !
Instinctivement, j'aurais tendance à dire que la puissance est exactement le double de la puissance de celle calculée pour un seul tube, puisque dU et dI sont identiques. Le champ magnétique généré dans un demi-enroulement du transfo est donc d'une intensité identique à celui généré en SE, en additionant les 2 on retrouve du coup un champ magnétique d'une intensité double, et donc la puissance totale au secondaire est elle aussi multipliée par 2 ! (j'ai jamais trop suivi les cours d'électromagnétisme, mais ça me semble logique)
Dans ce cas, on a donc P (puissance totale du PP) = Ueff x Ieff x 2, soit P = ( dU x dI ) / 2 x 2, donc P = dU x dI !
Au final, P = 18,3W environ... (d'après mon raisonnement, on aurait donc la même puissance pour un parallel SE chargé à 1,25K, l'intérêt du PP dans ce cas se limitant au dimensionnement du TS, moins gros pour le PP)

Le fond du problème : PP classe AB

Pour ce cas, je prends la courbe suivante : Droite de charge PP 6V6
En l'occurrence, il s'agit d'un PP de 6V6 avec Ua = 300V, Ug2 = 250V et Za-a = 10K (soit 5K de charge par tube)
Au point de repos, Ia = 30mA et Ua = 300V. Au passage de la classe A (partie bleue) à la classe B (partie jaune), Ia = 60mA et Ua = 145V. Enfin, au max, Ia = 98mA et Ua = 45V
A titre indicatif, avec la même droite de charge (classe A) et un point de repos à 255V, on trouverait 3,6W en SE et 7,8 en PP classe A

Petite digression sur la classe B : on aurait dU = 255V et dI = 98mA, puisque au repos, chaque tube débiterait 0mA. Dans ce cas, P = Ueff x Ieff = ( dU x dI ) / 2 = 12,5W, en fait l'équivalent d'un SE classe A qui aurait un point de repos à 300V/0mA, un max à 45V/98mA et un mini à 555V/-98mA (c'est du virtuel pour les besoins de la démonstration hein, vous emballez pas sur le courant négatif ;) )

Bref, revenons à nos moutons et notre PP classe AB ! En global, on a donc dU = 255V et dI = 68mA

Instinctivement, on calculerait la puissance avec notre bon vieux P = Ueff x Ieff, soit P = 8,67 W (c'est cohérent vis-à-vis des puissances en SE et PP classe A)
Ce qui me chagrine dans cette méthode, c'est que le calcul se fait comme si le tube allait linéairement de Uo/Io à Umin/Imax, alors que c'est loin d'être le cas !
(D'un autre côté, en mécanique, le travail et donc la puissance d'une force est indépendant du chemin parcouru, seuls les points de départ et d'arrivée comptent, il en est surement de même en électronique)

Cherchons donc une autre méthode...
En l'occurence, je suis tombée sur la version tazzon dans l'article sur les caractéristiques de transfert, qui utilise P = Za-a/4 x Ieff^2 (avec Za-a/4 étant la charge vue par un tube en classe B, et Ieff la somme des courants traversant les 2 tubes pour Ug1 = 0V sur l'un des tubes)
J'avoue que j'ai un peu de mal à comprendre les subtilités de ce calcul, mais on peut approximer Ieff par Imax / racine (2) vu que l'un des tubes est bloqué à ce moment, et donc I dans ce tube est théoriquement nul (dans le calcul de l'article de tazzon, la différence est de l'ordre de 5%)
On obtient alors (en estimant que Ieff vaut 98-4 = 94mA) P = 2500 x ( 0,094 / racine(2) )^2 = 2500 x 0,094^2 / 2, soit P = 11W
Problème là aussi, puisque que la charge pour chaque tube varie entre 2,5K et 5K au cours du cycle, et que le Ieff utilisé n'est pas représentatif de l'acrtivité d'un tube seul au cours du cycle !

J'ai donc cherché une autre façon de calculer, que je vous expose de suite : pendant le fonctionnement en classe A, on a 2 tubes qui conduisent avec chacun dU = 155V et dI = 30mA (le premier termine à 145V/60mA, le second à 455V/0mA). Sur cette partie, on a donc P = Ueff x Ieff x 2 = dU x dI (cas d'un PP classe A), soit P = 4,65W
En classe B, on n'a plus qu'un tube qui conduit avec dU = 100V et dI = 38mA. Le tube étant seul à conduire, on retombe sur P = Ueff x Ieff = ( dU x dI ) / 2, soit P = 1,9W
Au final, en ajoutant les 2 puissances, on aurait P = 6,55W

Mais ce calcul est lui aussi totalement foireux, vu que la formule Ueff = dU x racine(2), n'est valable que pour une sinusoïde, et non simplement une partie de sinusoïde ! (enfin, si je me rappelle bien de mes cours)

Bref, vous l'aurez compris, je sèche un peu sur le sujet, n'étant pas convaincu par les méthodes précédemment utilisées !
Ce qui m'a choqué, au début, était la faible puissance trouvée en utilisant la méthode "instinctive" : moins de 10W pour un PP de 6V6, c'est quand même très léger !
Là, je me dis que mes données (Ua, Ug2 et Za-a) sont pas optimisées du tout et j'essaye de retrouver les résultats des datasheets avec les même méthodes, ça marche pas non plus : par exemple, avec Ua = Ug2 = 250V, Za-a = 10K et Ug1 = -15V au repos, je tombe sur un courant max de 89mA pour Ug1 = 0V, alors que le datasheet précise 79mA. Je calcule au final une puissance de 5,9W contre 10W d'après le datasheet !

Je suis aux fraises, j'ai rien compris du tout !
Pliiize, hèlpe !!! :cry:
Modifié en dernier par a-wai le 09 févr. 2009, 12:04, modifié 1 fois.
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Re : Détermination de la puissance d'un PP : je cale

Message non lu par tbo »

Je vois les choses comme ça, à partir des droites de charge fournies dans le lien :

- la valeur crête de la tension de sortie correspond au Îa de la droite de charge, c'est à dire le point en haut à gauche de la partie jaune de la droite de charge en classe B. On a donc un Îa=98 mA

- la puissance est égale à : P=ZIa^2, avec Z=Zaa/4=2500 (car partie en classe B) et Ia=Îa/(racine(2))= 0,069 A (valeur efficace)

donc j'obtiens : P=2500*0,069^2=12W.
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Re : Détermination de la puissance d'un PP : je cale

Message non lu par a-wai »

Merci pour ta réponse, mais justement cette approche ne me satisfait pas :
- elle ne tient pas compte de la variation de charge qui a lieu pendant le cycle
- l'amplitude d'une demi-alternance est bien inférieure à 98mA, en raison du point de repos
- enfin, ça voudrait dire qu'un PP classe AB a la même puissance quel que soit le point de polarisation, et surtout la même puissance qu'un classe B !

Après re-re-réflexion, je me dis que la 1ère méthode doit être la bonne, mais en refaisant les calculs pour le FD30-FD15 (PP de 6V6, Ua = 310V, Ug2 = 300V, Za-a = 8K et Ug1 = -25V) je trouve à peine 10W !
D'un autre côté, je ne trouve que des datasheets avec Ug2 = 250V, du coup j'ai un peu extrapolé, en me disant que pour Ug2 = 300V, la droite de charge couperait la ligne Ug1 = 0V à 50V/130mA, et là je retombe sur 16W...
Là ça marcherait (sous réserve que la puissance de l'ampli ait bien été mesurée à 15-16W), mais ça n'explique toujours pas pourquoi je n'arrive pas à retomber sur les valeurs des datasheets (où là, il n'y a pas besoin d'extrapoler) :?
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Re: Re : Détermination de la puissance d'un PP : je cale

Message non lu par Croquignol »

a-wai a écrit :Merci pour ta réponse, mais justement cette approche ne me satisfait pas :
- elle ne tient pas compte de la variation de charge qui a lieu pendant le cycle
- l'amplitude d'une demi-alternance est bien inférieure à 98mA, en raison du point de repos
- enfin, ça voudrait dire qu'un PP classe AB a la même puissance quel que soit le point de polarisation, et surtout la même puissance qu'un classe B !
Je tente une bribe de réponse... enfin je vais essayer de te donner des éléments qui vont peut etre t'éclairer.

J'ai en fait l'impression qu'il faut que tu identifie clairement ce que tu cherches, car tu mélanges peut etre un peu puissance consommée et puissance resituée.

Alors c'est quoi la puissance, c'est la puissance moyenne en fait, il me semble me rappeler que c'est l'intégrale de la puissance instantanée p(t) tout au long long d'une période.
Bref faut intégré u(t) x i(t) dt Vue les datasheets c'est Caca.
On pourrait aussi faire z(t) i²(t) dt et toutes sortent de choses apparentées.
Pour le coups ça tiendrait vraiment comptes du fait que l'impédance varie en fonction du temps.

Seulement c'est vachement dure, à faire et peu sont les gens qui aiment se coller à ce genre de calculs.


Finalement la valeur recherchée sert souvent à se faire une idée approximative (si on veut la quantité exacte à la fin on colle un Wattmètre ce sera le juge de paix).
Pour se faire une idée approximative de la puissance restituée par un ampli, on calcul sa puissance RMS, celle d'un signal sinusoidale le plus fort possible mais qui ne fait pas saturer l'ampli.

Comme c'est un signal sinusoidale, c'est facile parce qu'on sait que pour avoir la valeur moyenne d'une sinusoide il suffit de prendre l'amplitude et de diviser par racine de 2.
La racine de 2, c'est ce qu'on appelle le facteur de forme, si c' eut été un signal triangle c' eut été 2, et pour un carré c'est 1.

C'est très pratique, car on a pas à se préoccuper, de ce qui c'est passé entre le moment ou la puissance était nulle et celle ou elle était maximale (de toute façon c'est sinusoidal on l'a dit)

Je ne sais pas si je vais arriver à te faire comprendre ce que j'ai à l'idée en fait.
Mais ce qui est interessant c'est la sortie de ton ampli, ce que va manger le HP: une sinusoide dans le cas d'une puissance RMS.
Et il y a "juste" à faire un produit de Imax x Umax / 2. (Oui "juste" c'est facile à dire, je sais)

Le fait que le courant ne soit pas nul dans les lampes au point de repos ça va pas jouer sur la puissance restituée par l'ampli au transfo/HP.
Ca joue sur le rendement, et sur la puissance consomée par l'ampli, mais pas sur la puissance restituée.

Je vais peut etre me tromper mais, il me semble que lorsqu'un des tube d'un PP en classe AB atteind sa puissance Maximale il se comporte comme s'il était polarisé en classe B. Du coups comme la puissance RMS c'est regarder au moment ou c'est comme un classe B, ben oui on trouve le résultat d'un classe B.
Il me semble qu'un ampli en classe AB, c'est un ampli qui va aussi fort qu'un classe B, mais qui reste linéaire comme un classe A, et qui a un rendement energétique intermédiaire entre la classe A et la classe AB.

Voila j'ai surement ecrit des bétises, mais doit bien y avoir quelques petites choses qui devraient t'éclairer. Et puis réfléchir à mes erreurs te feras surement progresser dans ta compréhension comme moi je viens d'avancer.


Par contre, pfffffff les intégrales c'est pas comme le vélo, ça s'oublie.......

Edit bon la j'ai débité de grosses généralités c'est bien, mais les mains dans le cambouis je fait moins le malin, alors disons que ce qui se rapproche le plus de ce dont je te parlais parmis ce que tu envisage c'est la première méthode.
Sauf que pour 300V je lis pas 30ma, mais 16mA.

Mais dit moi t'es sur que t'as colorié les bonnes parties sur ton dessin, parce que mikka dans son article il garde l'inverse:
http://www.transartistik.net/mikka/spip ... sse_AB.pdf

Bon en fait c'est moi qui ait pas les yeux en face des trous.
Bon je propose....
tube 1:..................tube 2:
300V......................0V
16mA ......................116mA
Enroulement 1:.....Enroulement 2:
0V......................300V
16mA...................116mA

Donc Umax=300V et Imax=88mA

P=300*0.116/2= 14.7W Ca tient pas compte des Ig2 mais c'est pas mal.

Non en fait c'est nul...
Le truc que j'ai jamais compris finalement c'est le: la lampe se bloque...
Peut etre as tu arreté ton tracé jaune un peu tot en fait, car ça a vite fait de changer le bazard
Modifié en dernier par Croquignol le 08 févr. 2009, 22:23, modifié 1 fois.
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Re : Détermination de la puissance d'un PP : je cale

Message non lu par a-wai »

Ayé, j'ai compris !!! Eureka, comme dirait l'autre ! :D

Merci aux 2 intervenants pour leur réflexion
@Croquignol : les 16mA que tu lis sont surement sur l'échelle de droite, correspondant au courant de g2 (le courant de g1 est indiqué sur la gauche du graphe, et on a bien 30mA à 300V ;) )

Donc tout au long de ma réflexion je me suis basé sur l'article de Mikka sur les droites de charge en classe AB (très bon article au demeurant :good: ), et j'ai passé assez peu de temps (bien trop peu, en fait) sur l'article de tazzon concernant les caractéristiques de transfert...

Mon erreur : ne pas voir le primaire du TS dans son ensemble !

Ua1......Ia1......Ua2......Ia2
300V...30mA...300V...-30mA
250V...40mA...350V...-20mA
200V...50mA...400V...-10mA
150V...60mA...450V...0mA
100V...77mA...450V...0mA
45V.....98mA...450V...0mA

Donc au final, le primaire du TS voit (façon de parler, mais dans les détails je suis sur que vous voyez ce que je veux dire) un courant sinusoïdal passant par les valeurs 0, 20, 40, 60, 77 et 98mA, soit une amplitude de 98mA, correspondant à la droite de charge en classe B !

On a donc bien P = Za-a / 4 x Ieff^2 ! (soit 12,5W pour mon exemple, ça me plait déjà plus !)

Bref, je n'ai fait que me creuser la tête pour pondre un raisonnement qui est déjà expliqué dans l'article de tazzon, ça m'apprendra à pas lire intégralement tous les articles du site ! :oops:
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Re : Détermination de la puissance d'un PP : je cale

Message non lu par tazzon »

'tain j'ai bien fait de passer direct a la fin :lol:
Merci, merci, je sais ma méthode est super ! :lol:
bon allez, c'est vrai qu'il faut raisonner sur l'OT et non s'ccuper des points de raccordement.
Je l'ai bien écris, la taux de classe A n'influe pas sur la puissance :wink:
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par bimole »

Deterrage de post!!!

J'ai bien tout lu avec attention et les formules des puissances fonctionnent aussi bien en courant qu'en tension.

On a bien : P = (Zaa * dI²) / 8 = 2 * (dU² / Zaa)
où dU est l'amplitude de la tension plaque à plaque et dI amplitude du courant plaque à plaque.

En identifiant les 2 membres on a : (dU² / dI²) = Zaa² / 16 d'où dU = (Zaa/4) * dI, la loi d'ohm sur un demi enroulement synonyme de fonctionnement en classe B et il vient que :
P = (dU * dI) / 4 = (Ueff * Ieff) /2 (puissance d'un PP classe B)
Je ne comprends pas la signification de ce facteur 1/2.

Mais ce que je n'arrive pas à saisir, c'est que dans le cas d'un classe AB, la classe A n'intervient pas du tout.
J'aimerais trouver une démonstration (mais pas en se basant sur des exemples) prouvant que la classe A ne joue aucun rôle même dans un étage très faiblement classe AB, majoritairement classe A. Un truc universel quoi!

Pouvez vous m'aider?
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par tazzon »

T'as lu quoi dans les articles ? Il y en a 3 qui pourraient répondre à ta question :
- droite de charge en AB de Mikka
- la classe B de Mikka aussi
- caractéristiques de transfert dynamique de moi

Une chose : ce qui se passe aux anodes on s'en fout, c'est le transfo qui compte car c'est lui transmet la signal :wink:
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par bimole »

J'ai lu les 3 articles. Mais d'où tenez vous que la classe A n'influe pas? Y a-t-il un article de référence où cela est établi clairement?
ne chose : ce qui se passe aux anodes on s'en fout, c'est le transfo qui compte car c'est lui transmet la signal
Justement, la charge varie au cours d'un cycle et en plus la formule de la puissance qu'on utilise n'est valable qu'en régime sinus.
Et quand on observe à l'oscillo la tension sur la charge, on voit clairement le point de passage entre classe A et classe B, le signal se déforme.

Bref je reste avec ça sous le bras et je n'arriev pas à trouver une démonstration satisfaisante.
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par Tuk88 »

Je pense comme la seconde partie de la courbe se situe en classe B, et donc au moment ou on aura le courant max, les tubes fonctionnent en classe B on prend ca en compte pour calculer la puissance max.

La classe A intervient uniquement lors de faible volume, et en aucun cas dans le calcul de la puissance max du PP polarisé en AB
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par bimole »

C'est indéniable que les formules ont l'air de bien fonctionner au moins pour donner un bon ordre de grandeur de la puissance max.

Mais j'aurais aimé trouver une explication plus technique, plus carré.
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par tazzon »

Je peux pas t'aider à mettre tout ça en formule math, c'est pour moi quelque chose de quasi infaisable à mon niveau.

C'est quand même assez simple, la classe A c'est une zone ou les 2 tubes fonctionnent ensemble et la B quand il y en a qu'un. Du moment que l'un des deux se bloques alors que l'autre conduit, la classe A ne change rien à la puissance max parce que c'est celui qui reste qui va donner le courant max et qui plus est sur une charge de Za-a/4 qui fait que ce courant est beaucoup plus élevé qu'en pure classe A d'ou le rendement élevé du PP en AB.
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par Tuk88 »

C'est une explication technique ! Si maintenant tu cherches une valeur max parmi un lot de nombres, une fois que t'as trouvé la valeur max, tu vas pas l'additionner avec les autres nombres ?

La c'est pareil, la puissance quand tu vas fonctionner en classe B, la classe A n'intervient plus dans ce cas. C'est comme ca que je vois les choses !
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par tazzon »

Ouai, ben je pense qu'on se comprend alors quand tu passes en classe B la classe A tu t'en cognes. Donc pour déterminer la puissance max il faut simplement le courant max et la charge (Zaa/4) et donc ça donne la puissance.
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Re : [RESOLU] Détermination de la puissance d'un PP

Message non lu par bimole »

C'est quand même assez simple, la classe A c'est une zone ou les 2 tubes fonctionnent ensemble et la B quand il y en a qu'un. Du moment que l'un des deux se bloques alors que l'autre conduit, la classe A ne change rien à la puissance max parce que c'est celui qui reste qui va donner le courant max et qui plus est sur une charge de Za-a/4 qui fait que ce courant est beaucoup plus élevé qu'en pure classe A d'ou le rendement élevé du PP en AB.
Oui j'ai bien compris ça mais ça ne répond pas tout à fait à mon problème.

P = Ueff * Ieff est une puissance moyenne et non maximale. Pourquoi alors ne considérer que les extrêmes?
On fait l'hypothèse quand on utilise P = (Zaa/ 8 ) * dI² = 2 * (dU² / Zaa) que le courant ou la tension est sinusoïdal mais est-ce vraiment le cas?

Le calcul de Ueff est loin d'être trivial car il prend justement en compte le passage de la classe A à la classe B.
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