Choix des lampes de puissance

Je réalise mes amplis avec les composants dont je dispose. Pour cet ampli, j'avais une alimentation qui fournit une haute tension de 200V. C'est une tension assez basse, qui met beaucoup de tubes mal à l'aise. La lampe EL34 fonctionne très mal avec une telle tension et ne peut fournir qu'une puissance d'un peu plus de 5W (ampli push pull classique).

Mais il y a une série de lampes qui fonctionnent parfaitement avec une tension d'alimentation plus basse, ce sont les sweep tubes, les lampes assurant la déflection horizontale (et verticale) dans les téléviseurs à écran cathodique. Ces lampes ont une grande cathode pour pouvoir fournir un courant important avec une tension d'alimentation plus basse. J'ai choisi la lampe EL504 qu'on peut encore facilement trouver en condition NOS. La lampe existe également en version PL504 (tension de chauffage de 27V, mais fonctionne également avec 24V).

Dans un amplificateur normal, je fais travailler les lampes de puissance avec un courant de repos très faible, généralement 8mA pour une tension d'alimentation de 350V. Le fonctionnement est donc en classe AB très près de la classe B pour limiter la dissipation au maximum quand l'ampli travaille à faible volume. Cela permet d'avoir une réserve de puissance plus élevée.

Classes de fonctionnement

Un amplificateur peut travailler en classe AB, avec une lampe qui prend le relais quand l'autre est coupée. Il y a chaque fois une lampe qui fonctionne par canal (avec un léger overlap pour réduire les distorsions de croisement). L'amplificateur peut fournir une puissance en pointe élevée avec un rendement acceptable qui peut monter à 75%

Un autre mode de fonctionnement est la classe A, où les deux lampes sont toujours en conduction. La conduction dans une des lampes diminue quand le courant dans l'autre lampe augmente, mais il n'y a jamais d'extinction. Le résultat est que l'impédance de sortie est de moitié, puisque les deux lampes produisent simultanément de la puissance. Le rendement ici ne dépasse jamais les 50%: la moitié de la puissance est dissipée dans les lampes.

Mais un fonctionnement en classe intermédiaire n'est pas recommandé. On a un fonctionnement en classe A avec les basses puissances, pour passer à un fonctionnement en classe AB à puissance élevée. On a à ce moment 3 niveaux de fonctionnement: quand le signal est fortement positif, il y a une lampe qui fonctionne et l'autre est bloquée. Quand la tension diminue, le courant dans la lampe 1 diminue et il apparait un courant dans la lampe 2. Quand la tension est fortement négative, la lampe 1 est bloquée et il n'y a que la lampe 2 qui fonctionne.

Ce type de fonctionnement produit des distorsions harmoniques impaires qui peuvent difficilement être éliminées, car elles sont produites par le type de fonctionnement même: une ou deux lampes en conduction, et donc une impédance de sortie qui varie constamment. Dans un amplificateur bien conçu, on a donc soit un fonctionnement en classe AB avec le courant de repos le plus faible possible, soit un fonctionnement en classe A avec les deux lampes qui sont en permanence en conduction.

Ici je fais travailler l'étage de puissance en classe A avec un courant de repos de 80mA par lampe. Cela correspond à une dissipation anodique de 16W, le maximum autorisé en dissipation constante (en classe AB on peut monter à une dissipation de pointe de 25W). Comme pour toutes les lampes de déflection la limite provient de la dissipation anodique maximale, pas du courant maximal (la lampe peut fournir un courant de 200mA et 440mA en pointe).

Le schéma

Pour réduire les chutes de tension au maximum, l'amplificateur travaille avec une tension de polarisation négative et non pas avec une polarisation par résistance cathodique. La tension de polarisation est obtenue par le redressement de la tension de chauffage de 25V (4 PL504 en parallèle ou 4 EL504 en série).

On n'utilise pas de montage ultra linéaire qui n'est pas optimal avec les sweep tubes. Le montage UL limite la puissance disponible (c'est une forme de contre-réaction interne).

La tension des grilles-écran est déterminée par un diviseur de tension parcouru par un courant de 20mA dans la branche inférieure. L'étage de puissance travaillant en classe A, le courant moyen des grilles écran est assez constant. Utilisez un diviseur de tension par canal et non pas par lampe ou pour l'ampli complet.

La puissance qui peut être atteinte dépend fort de l'impédance primaire du transfo, qui doit de préférence être de 1.85kΩ + 1.85kΩ. Si vous utilisez un transfo de sortie courant (impédance de 4kΩ +4kΩ), utilisez la sortie 8Ω si vous avez des enceintes de 4Ω. Bien réglé, on peut arriver à une puissance de 20W par canal.