Tension de filaments

Amplificateurs, sources, préamplis, vintage, correction acoustique stéréo

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vapkse
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Tension de filaments

Messagepar vapkse » 11 Sep 2006, 10:51

Bonjour,

Est-ce que quelqu'un sait la tolérance sur la tension des filaments d'un tube de puissance, et quelles sont les conséquences en cas de sous-alimentation ou sur-alimentation.

J'ai lu que la durrée de vie du tube est augmentée, en cas de sous-alimentation, pour autant qu'il sorte toujours la puissance espérée. Mais est-ce acceptable en audio ou est-ce que ça dégrade la qualité signal.

Dans les datasheet, mise à part une tolérance sur le courant, rien n'est spécifié sur la tension juste 6.3V/3.75-4.25A.

Serge

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Phil*
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Re: Tension de filaments

Messagepar Phil* » 11 Sep 2006, 14:09

vapkse a écrit :Bonjour,

Est-ce que quelqu'un sait la tolérance sur la tension des filaments d'un tube de puissance, et quelles sont les conséquences en cas de sous-alimentation ou sur-alimentation.

J'ai lu que la durrée de vie du tube est augmentée, en cas de sous-alimentation, pour autant qu'il sorte toujours la puissance espérée. Mais est-ce acceptable en audio ou est-ce que ça dégrade la qualité signal.

Dans les datasheet, mise à part une tolérance sur le courant, rien n'est spécifié sur la tension juste 6.3V/3.75-4.25A.

Serge


Généralement on tolère sans problème 5% d'écart en plus ou en moins sur les filaments. En dehors de cette fourchette, je doute qu'il soit possible de faire fonctionner le tube correctement et je pense qu'il s'usera plus vite.

Concernant la sous alimentation d'un tube, je pense qu'il s'agit de la haute tension et non du chauffage. Il faut voir le point de fonctionnement du tube en fonction de la Haute-tension qui lui est appliqué et calculer la bonne polarisation, etc…

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PIXEL
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Messagepar PIXEL » 11 Sep 2006, 14:22

la sous-alimentation du filament est une fausse bonne idée... elle force les couches émissives de la cathode à fonctionner dans de mauvaises conditions.

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fr6
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Messagepar fr6 » 13 Sep 2006, 17:01

Bonjour à tous,

je dirais : ni trop ni trop peu...
les bouquins genre RCA tube manual (tous en anglais hélas...) donnent à l'unanimité une tolérance de +/-5% sur la tension de chauffage, et c'est vraiment un maximum. En effet, la puissance dissipée (donc la température du filament) varie très vite avec la tension (comme le carré, car P=U²/R).

A +5% au dessus de la tension nominale, la température de cathode monte, dépasse 900° et l'émission thermo-ionique augmente terriblement.
La pente du tube, donc ses performances, sont augmentées, mais au détriment de la durée de vie : +5% de chauffage = -30% de durée...

Attention, à 1000°C la cathode perd en 2 à 3 minutes 90% de son pouvoir émissif.

La température idéale de cathode est de 875°C, ce qu'on peut contrôler à l'oeil (ou avec un pyromètre à filament) en observant la partie de cathode qui dépasse au-dessus du mica supérieur : la couleur doit être orange vif.
Si elle tire sur le jaune orangé (950°C) c'est trop chaud, sur le rouge-orangé trop froid (comme le filament des 300B qui est à 800°C).

Même si on ne surchauffe pas trop fort, le filament en prend un coup car le tungstène a tendance à recristalliser à haute température, en formant de gros grains fragiles et cassants. Le prochain allumage se traduira par un joli flash, et une rupture du filament a une de ses extrémités, formant une petite boulette... tube mort !

Sur les tubes préamplis, la grille de commande très proche de la cathode n'aime pas non plus les surchauffes : elle devient émissive, d'où un courant grille et une distorsion élevée, et elle se déforme.

Le sous-chauffage est moins pire, au début : sur un tube neuf il ne produit aucun problème. Mais après quelques dizaines d'heures, l'émission cathodique diminue, pour deux raisons :
- la cathode **s'endort** car elle a besoin que des atomes oxydants migrent régulièrement, du métal de base (nickel) vers la couche émissive, pour libérer du baryum. Ces **donneurs** diffusent d'autant plus vite que la température est élevée. On peut d'ailleurs **réveiller** une cathode fainéante en la surchauffant un petit coup.
- les ions positifs lourds formés par les collisions entre électrons et gaz (le vide est imparfait) ne sont plus repoussés par le nuage d'électrons entourant la cathode, car il est moins dense. Ces ions percutent la cathode et dégradent son revêtement.

Le getter (flash brillant) remplit moins bien son rôle si le tube est sous-chauffé, et les gaz ne sont plus adsorbés. La quantité d'ions dans le tube augmente, la dégradation de la cathode aussi, bref c'est le début de la fin...

Une bonne pratique est donc de chauffer à la tension minimale conseillée, donc 5% en dessous du nominal, mais pas moins, lorsque le tube est neuf, puis d'augmenter par paliers lorsque le tube vieillit. Par exemple un tube 12AX7 peut être alimenté en 6V lorsqu'il est neuf, puis 6,3V après 200 heures, puis 6,6V après 500 heures. Après 1000 heures il sera très usé quoiqu'on fasse.
(Les tubes professionnels sont pré-vieillis et seront alimentés directement à la tension nominale).

On peut facilement constater qu'un tube courant, alimenté à la tension nominale, perd rapidement en quelques heures, une partie de son pouvoir émissif, puis ses caractéristiques se stabilisent pour quelques centaines d'heures, après quoi l'émission chute rapidement.

Attention à votre tension secteur : 240V au lieu de 220V et votre chauffage passe à 6,6V au lieu de 6,87V. Une grosse résistance série s'impose...

A bientôt
FR6

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Messagepar fr6 » 13 Sep 2006, 17:05

Pardon, je corrige : ...votre chauffage passe à 6,87V au lieu de 6,3V.

mes excuses
FR6

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vapkse
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Messagepar vapkse » 13 Sep 2006, 17:49

Merci FR6

ça c'est de l'explication, bon pour ce qui est du rodage par tension de filaments, on ne va peut-être pas pousser, surtout que j'ai du mal à avoir la même tension sur tous les tubes, car ils ne consomment pas le même courant. Pourtant, j'ai quatres tubes identiques même marque (sylvania made in USA) même âge (c'est moi qui les ai achetés neufs ou NOS il y a 20ans), même fournisseur, ect..

Il faudrait pour pouvoir faire ce que tu dis que j'installe des régulateurs de tension sur chaques tubes, avec 4A par tubes en chauffage directe et avec les filaments flottants :o :? je vais rester raisonable

Ca n'est pas non plus des 300 ou des tubes hors de prix, mais des 811A, ils sont bon marchés car n'y a pas beaucoup de demande comparé à l'offre. Pour 30euros, j'ai une paire de NOS appairée sur eBay, sans trop chercher et port compris, pour ça c'est le paradis. Par contre, ils sont moins drôles à driver et à chauffer.

J'ai toutefois réussi à avoir une tension dans les normes en remplacant mes 1N5408 du redresseur par des shottky's et en ajoutant une resistance de 0.05ohms par paire dans le circuit, ce qui me permet aussi d'avoir un contrôle sur la tension. Je me retrouve alors avec les tensions suivantes sur les 4 tubes: 6.0, 6.1, 6.2 et 6.7. Il faudrait affiner en mettant une resistance par tubes, mais je veux dabord voir si cette tension change après des heures de fonctionement et comment ça ce passe avec d'autres tubes d'autre marques que j'ai commandés et attend.

De plus les paires à la fin devraient être appairées, donc je suppose, d'après ce que tu dis, que deux tubes appairés devraient consommer la même chose au filaments, ou je dis des bêtises.

Il y a 20ans, sur le 6.7, j'avais marqué sur la boîte grand gain, j'ai enfin compris pourquoi :) .

Serge

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Messagepar vapkse » 13 Sep 2006, 18:10

fr6 a écrit :Pardon, je corrige : ...votre chauffage passe à 6,87V au lieu de 6,3V.

mes excuses
FR6


220V à 240V et mon 6.3 passe à 6.87!!! mince, tu as raison, c'est consternant.

Fait attention FR6, tes vérités vont faire dresser les cheveux sur la tête de certains lecteurs :D. La durée de vie des tubes à la merci d'EDF :? Les totors sur ce point étaient moins exigants. :P

Blagues mise à part, mes transfos sont calculés pour avoir 6.3V AC avec 240V et 4A, c'est pour ça que je suis en dessous. Avec ma tension secteur de l'autre soir, j'étais à 6.1V AC à 4A!

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Messagepar fr6 » 14 Sep 2006, 11:17

Bonjour,

effectivement, sur des tubes pas chers on peut accepter des variations de la tension de chauffage. Ici vous avez manifestement des tubes sortis de lots différents, pour lesquels le diamètre du fil de tungstène formant le filament n'est pas identique. La résistance du filament est différente, et par conséquent le courant absorbé aussi...

Comme votre transformateur présente un taux de régulation assez mauvais, le tube prenant le moins de courant voit sa tension filament remonter !
Ce n'est peut-être pas grave, tant que la puissance dissipée au filament reste dans les normes : P=UI mais si U est trop élevé, en revanche I est trop faible, et le produit des deux est correct !

Pour un étage Push-Pull c'est tout de même gênant : le tube surchauffé aura plus de gain, c'est ce que vous avez constaté avec celui **donnant** 6,7V, et le PP sera déséquilibré. L'harmonique deux augmente, mais c'est le son **chaud** des tubes, dont personne ne se plaint... :wink:

Avec des tubes couteux, ça vaut le coup (et le cout) de faire des chauffages régulés indépendants pour chaque tube : un pont de diode, un condo, un LM317 et quelques résistances, ça ne coûte pas une fortune, c'est réglable, et ça économise grandement les tubes. Avec des 6SN7 Sylvania à 50 euros pièce (et plus...) on DOIT soigner le chauffage.

D'ailleurs, ce chauffage est la seule **source** d'énergie du tube, celle qui procure le nuage d'électron (charge d'espace) d'où le courant modulé sera tiré. La grande majorité des montage néglige la qualité de cette alim, et c'est fort dommage : il y a beaucoup à gagner, en terme de durée de vie, mais aussi de bruit de fond et de dynamique.

A bientôt.
Francis

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Messagepar vapkse » 14 Sep 2006, 11:44

Salut FR6

Petite correction, ça n'est pas le transfo qui est mauvais, il se comporte exactement comme il est calculé, mais c'est les diodes du pont de graetz, dont la résistance interne varie en fonction de l'intensité. ça ne se voit pas trop en général, mais avec 4 diodes, un voltage bas et une grande intensité, ça fait tout de suite des millivolts en moins.

En selectionant mieux mes diodes, j'arrive à limiter se problème.

Pour la régulation, c'est pas si simple, un LM317 accepte 1.5A, moi j'ai 4x4A, plus la dissipation que ça implique, il faudrait mettre un transistor derrière sur un gros dissipateur et ça 4x. Plus le problème que le boitier du trans est à près de 100V (tension de cathode) et des problèmes de place!!, je crois qu'il vaut mieux que je selectionne mes tubes.

Bon je laisse comme ça pour l'instant, je testerai aussi 2 tubes que je viens de recevoir, mais quand tout sera au point et que mon chassis sera posé, il sont trop beaux et leur place pour l'instant dans l'armoire :D

Merci pour votre aide
Serge

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Messagepar fr6 » 16 Sep 2006, 09:34

Bonjour Serge,

effectivement, une alim régulée pour sortir 4A, ce n'est ni simple, ni petit...
J'ai donné dans mon livre un exemple d'alim 10V-3,3A pour alimenter le filament de triodes 845, de manière très fiable et ultra silencieuse. Le radiateur du transistor ballast fait quand même 150 x 32 mm sur 51 de haut !
Et le circuit imprimé couvre 100 cm². Alors je comprends que multiplié par 4... ça fait beaucoup !

dans votre cas, je crois qu'une résistance série ajustée pour obtenir 6,3V au mieux devrait suffir. Par exemple pour le tube qui **donne** 6,7V il faut chuter 0,4V, sous 4A, donc R=0,1 ohm devrait convenir.
Elle dissipera 1,6W, un modèle bobiné vitrifié 5W sera parfait.

Evidemment si la tension est trop basse (le tube tire plus de courant que la moyenne) ça ne marche plus comme ça !
Astuce : avec un des fils partant des bornes de l'enroulement 6,3V au secondaire, faire un tour ou deux autour du noyau du transfo, si la fenêtre de bobinage le permet.
Si c'est enroulé dans le bon sens, on récupère souvent 0,1V par tour.
(si la tension baisse, c'est qu'on s'est trompé de sens...)

Oui, bien sûr, c'est mal isolé... mais ça dépanne. :wink:

Remarque : sur certains montages, le chauffage en alternatif donne de meilleurs résultats, avec peut-être un poil plus de ronflette, mais c'est à 50Hz donc peu gênant.
Le chauffage en continu juste redressé-lissé, en produisant un courant très pulsé au secondaire, entraine de nombreux parasites : crépitement constant et grésillement, au lieu de la gentille ronflette...
Pour chauffer en continu silencieusement il faut un filtre en Pi. En son absence, rien ne sert de gonfler le condo de lissage : ça grésille encore plus ! mieux vaut laisser une ondulation 100Hz importante.

A bientôt
Francis

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Messagepar vapkse » 16 Sep 2006, 13:29

Merci de tes conseils.

J'ai en effet un circuit en PI avec une résistance de 0.05ohms entre les deux condos, donc si je dois récupérer quelque millivolts, ça peut se faire la dessus, pas besoin de tourner autour du transfo, mais l'astuce est très intéressante. Je compte tester un canal prochainement.

Tu peux donner plus de détails sur ton livre stp

Merci bien
Serge

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Messagepar fr6 » 16 Sep 2006, 18:52

Bonsoir Serge,

vous pouvez aller voir sur :

http://www.elektor.fr/bienentendu

Vous tombez sur la page de présentation du livre, sur le site de l'éditeur.
Il ya quelques extraits vus dans la presse et sur des forums, et des liens pour télécharger quelques pages, la table des matières. :roll:

Il y a aussi un lien vers la boutique, si vous voulez l'acheter :wink:
(je sais, il n'est pas donné, mais c'est pas moi qui décide... si je vous disais combien je touche sur chaque exemplaire vous pleureriez.... de rire ! :x )

la TdM vous dira de quoi ça parle : de tout ce qui plait aux audiophiles, avec plein d'idées pour les alims, les filtres secteurs, les câbles, les...STOP.
Je vous laisse découvrir.
Il y aura un tome deux. Je ne sais pas quand...

je prépare un petit ouvrage sur les tubes NOS, mais patience.

merci de partager cette passion, et à bientôt.
Francis

PS : je ne fais pas de pub, je me contente de répondre à une question.

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vapkse
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Messagepar vapkse » 16 Sep 2006, 20:22

Merci Francis, on le trouve en librairie?

Serge

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Messagepar fr6 » 18 Sep 2006, 08:33

Bonjour Serge

Mon livre est distribué normalement !
Autrement dit, comme tous les livres techniques, vous ne le trouverez pas partout...

**ça dépend de la librairie...**
Il y en a quand même assez peu qui ont un rayon sciences et techniques digne de ce nom. Vous pouvez toujours le commander mais il y aura un délai, tandis qu'en passant par le site de l'éditeur, c'est direct et rapide.

Sur Paris ou Lyon vous trouverez sans peine en librairie. En province c'est moins sûr.

Bonne lecture :wink:
Francis

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Messagepar kimber » 19 Sep 2006, 19:06

Bonsoir Francis et respect pour vos interventions,

Je prends le sujet en cours et je suis débutant, j'aurais une question à vous poser concernant l'adaptation d'un ampli à base de 845 classiques (filaments 10V/3,25A).

Voilà j'aimerai le faire fonctionner avec les nouvelles 845TJ (filaments 10V/0,7A).

D’après ce que j'ai cru comprendre, le fait d'installer ces nouveaux tubes sans faire de modification au préalable, entraînerai une augmentation de la tension des filaments.

j'ai vu sur le schéma de mon ampli (unison research S8) j'ai une Schottky Diode mbr4045 (40A/45V) suivi d'un condensateur de filtrage
16V/10000µF, puis une résistance 0.1 Ohm 5W et suivi d'un autre condensateur 16V/10000µF.

à votre avis sachant que le constructeur le fait fonctionner pour un tube 845 standard, quelle valeur de résistance dois-je prendre pour obtenir un tension de 10V avec un tube fonctionnant avec 0,7A au lieu de 3,25 ?

Ci-joint les caractéristiques d'un tube 845B (10V/3,25A) :

filament heating
Uf …………………………10 V
If……………………………3.25 A
limit rating
plate voltage……………………1250 V
plate dissipation power………………75 W
maximum message input power………150 W
anticathodemaximumcurrent………………120 mA
capacitance between poles
input capacitance……………………6 PF
output capacitance……………………4.5 PF
transroute capacitance……………………14.5 PF
static state parameter
Ua………………………1250 V
-Ug………………………200 V
Ia………………………80 mA
Gm ………………………3 mA/V
ri ………………………1.7 k?
?………………………5
RL…………………………3.4 k?
üg(pk)……………………69 V
Pout………………………15 W


et les caractéristique d'un tube 845 TJ :

Nominal operating conditions and parameters
Filament voltage¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡10.0V
Nominal filament current¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡0.6 A
Plate voltage¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡1250 V
Grid voltage¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡£200 V
Plate current¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡80 mA
Plate resistance¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡1.7kohms
Amplification factor¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ 5.0
Load resistance¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ 3.4 kohms
Signal voltage(pk)¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡69.0V
Output power¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡15W
Suggest operating conditions and parameters


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