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Les amplificateurs de classe D

L’amplificateur de classe D est un système d’amplification récent qui utilise le découpage PWM dont je vous ai parlé dans l’article précèdent. Il présente un avantage énorme en terme d’encombrement par rapport aux amplificateurs audios linéaires classiques et je vais vous montrer pourquoi.

Les amplificateurs audios linéaires.

Les amplificateurs audios linéaires ne sont jamais que de gros AOP de puissances. Ce sont des transistors qui vont donc amplifier votre signal un peu a la façon de l’alimentation linéaire dans l’article concernant les PWM.

Ces amplificateurs comportent exactement les mêmes soucis que cet alimentation, elle va chauffer!

Voici un de ces amplificateurs audio linéaires, le TDA7294.

 

Il s’agit ici d’un circuit amplificateur conçu pour l’audio permettant de monter au maximum a 100W de puissance.

Le constructeur nous donne un schéma de base pour monter son composant ce qui est plutôt sympa de sa part. On peut remarquer qu’il est plus ou moins monté comme un AOP, le signal rentre en patte + (3), les résistances de gain R3 et R2 cale l’amplification par rapport au signal d’entré.

Le condensateur C2 a coté de R2 produira un filtre , il deviendra très passant a haute fréquence et presque ouvert a basse fréquence. Ce condensateur aura pour effet ici de couper les basses fréquences.

Le reste des fonctions étant utilisées pour la coupure du son ou la mise en veille de l’amplificateur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La dissipation thermique.

C’est particulièrement sur cette courbe que voulais attirer votre attention. On voit ici 3 courbes qui correspondent aux tests fait sous différentes tensions d’alimentations. La plus haute +30v/-30v, puis +27v/-27v et la +25v/-25v, en Y la puissance dissipée et en X la puissance de sortie utilisée. La première chose que l’on peut remarquer c’est que plus on alimente haut en tension ce composant, plus il chauffe. Exactement comme notre alimentation linéaire. On remarque également une forte augmentation de la puissance dissipée avec la puissance utilisée pour un maximum a 45W dissipés pour 50W utilisés.

La puissance dissipée est une puissance perdue elle s’en va en chaleur dans le radiateur a l’arrière du composant.

De plus si la température monte vous risquez de détruire votre composant. Il est donc obligatoire de mettre un dissipateur derrière ce type de composants. J’ai pu trouver des versions montées sur lesquelles on peut voir la taille du dissipateur qui va avec ce composant.

 

Vous voyez ici une carte faite par un revendeur qui utilise ce composant, je pense qu’il faudra même prévoir un ventilateur pour dissiper la chaleur qui se dégagera de ce montage.

Si ce montage vous intéresses, vous le trouverez ici.

En voici un autre avec deux circuits donc stéréo ici.

Les Amplificateur de classe D.

Voici un exemple d’amplificateur de classe D le TDA7498TR. Je l’ai choisi car on en trouve des photo de montages chez des revendeurs comme celui-ci.

Ce composant est capable de produire le double de puissance du précèdent, c’est a dire qu’il contient deux amplificateurs de 100 W

La première chose que l’on peu remarquer c’est que son dissipateur est plutôt petit. La carte mesure 94mmx62mm ce qui est plus petit que la précédente carte sans son dissipateur pour le double de puissance.

A quoi est due la miniaturisation de l’amplificateur de classe D ?

Voici a quoi ressemble le câblage interne de cet amplificateur de classe D. Vous remarquez les PWM a l’intérieur, c’est grâce a eux que cette miniaturisation est possible. Dans ces circuits le signal audio est découpé en un signal tout ou rien de puissance dont la largeur dépend de la forme du signal d’entré. Ce signal est ensuite filtré dans des selfs a la sortie du composant. Les selfs s’opposant aux variations brusque du courant “arrondiront” celui ci ce qui le transformera en un signal audio.

L’avantage de ce système est de n’engendrer des pertes thermiques qu’au moment des changement d’état des transistor de sortie et donc de considérablement moins chauffer.

Comme pour le précèdent composant le constructeur nous fournit un schéma de base pour le montage du composant. Vous pouvez voir les selfs de lissage L1,L2,L3 et L4 chargée de retransformer le signal PWM en un signal audio.

J’espère que vous aurez aimé lire cet article, commentez et abonnez vous !

 

Sylvain Altmayer

 

 

 

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