Zener en parallèle à la chaine des filaments et autres dispositifs de limitation

bonjour,

concernant la remise en état des postes portatifs (par ex. Socradel Weekend/Clarson Mistral) l’utilisation d’une diode zener à travers (en parallèle) aux filaments mis en série est souvent évoquée…

Dans un autre fil de discussion on peut aussi lire

Si ma comprehension est bonne la zener doit être active seulement quand le poste est alimenté par le secteur. Quand l’alimentation est sur batteries la presence d’une zener ne serait pas nécessaire car la batterie assure le meme rôle en quelque sorte.

J’ai l’impression aussi que la zener serait meme contre-indiquée quand le poste est alimenté par batterie car elle aurait comme effet de décharger une batterie filaments initialement bien chargée. Par ex. une batterie filaments faite par huit cellules AA NiMH en série quand bien chargée elle est à 8x1.4 = 11.2V; mettre alors une zener à 9v1 en parallèle aurait comme effet un déchargement rapide de la batterie.

Du coup je me demande si le niveau de charge initiale d’une batterie fabriquée en NiMH ne serait pas mauvais pour la santé des filaments et donc un element à prendre en compte quand on fabrique une batterie de remplacement avec de piles rechargeable mis en série ? Par exemple au lieu de mettre 8 cellules AA NiMH en série juste mettre 7…

La zener serait alors à câbler au niveau du commutateur qui sélectionne le type d’alimentation, comme par exemple sur un poste Socradel Weekend, afin de l’activer quand on est sous secteur et de la désactiver quand en batterie.

Enfin, y aurait-il un intérêt à utiliser une zener à une valeur supérieure par ex. 10-11v juste pour protéger la série des filaments à l’allumage ?

Merci d’avance pour vos retours éventuels sur ces questions
aK

si on compte remplacer la batterie de 9V pour les filaments avec une batterie à base des cellules rechargeables on peut très bien se trouver dans une situation avec une batterie bien chargée dont la tension initiale sera bien supérieure à 9V et peut ainsi générer un courant filaments au delà du courant préconise (50mA ou 25mA en fonction du jeu de tubes utilisé).

Ceci représente un risque pour les postes portatifs qui utilisent des tubes avec des filaments assez sensibles aux courants excessifs.
Mon experience avec ces postes portatifs est presque zero mais si on regarde des courbes typiques de piles AA NiMH…


…on peut se rendre compte que même après la phase initiale de décharge exponentielle on peut se trouver à fonctionner à 9.6V (8 x 1.2V) qui donne un courant 14% supérieure au courant préconisé.
On peut penser à n’utiliser que 7 piles AA (7 x 1.2V = 8.4), au lieu de 8, pour fabriquer la pile des filaments mais cela ne serait qu’une solution partielle du problème car même si le fonctionnement nominal serait dans les clous, la phase de décharge initiale de batterie pleine continuerait à représenter un risque (7 x 1.4V = 9.8V donnant un courant filaments initialement 16% en trop).

ou la destruction de la Zener si un des filaments claque par exemple.

Alors il faudrait ajouter une resistance en série pour limiter le courant qui pourrait traverser la Zener si par exemple la chaîne des filaments serait rompue (par ex un des filaments qui claque). Il serait aussi nécessaire de vérifier si la Zener peut bien dissiper la chaleur générée.

A titre d’exemple sur la base d’une BZX85C 9v1 donnée pour 1.3W et un courant max de 120mA et une tension de la batterie NiMH bien chargée de 12.8V il faut une resistance de 30 Ohm.
On peut voir sur une simulation avec Falstad cette solution a environ 1W de perte en chaleur supplémentaire quand la batterie est pleinement chargée. Comme le niveau de la batterie va progressivement baisser il en sera de meme de ces pertes.

En conclusion j’ai tendance à dire que sur un poste portatif il faut protéger les filaments des surtensions même si on fonctionne sur batterie (rechargeable). Dans cette optique la solution de Zener est une solution simple où le trop plein de la batterie est dissipé sur la resistance en série ajoutée et la Zener elle même.

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une solution décrite sur wikipedia à base des transistors serait intéressante et moins dissipative :wink:

la simulation sous Falstad aide à voir qu’ici on limite le courant tiré sur la batterie (comme on peut voir sur la photo) en augmentant en quelque sorte la resistance qui lui est présentée en charge (en plus de celle des filaments).

Je pense que c’est cette solution avec deux transistors 2N3904 que je vais mettre en place sur mon poste cobaye Socradel Weekend alias Clarson Mistral actuellement sur la table d’opération.

EDIT 27/4 : Il faudrait utiliser plutot la version PNP de ce circuit (*) car la version NPN ne peut pas être connectée facilement au poste.

Le négatif de la batterie étant au châssis, comme aussi la chaîne des filaments à plusieurs endroits, c’est plus commode de connecter en parallèle aux filaments la version PNP (à base de 2N3906) que la version NPN.

(*) simulation Falstad ici.

Une pile 9V neuve fournit une tension supérieure à 9,5V.
La diode Zener standard n’est guère précise, beaucoup de dispersion selon les exemplaires.

Bonjour,
Pourquoi ne pas utiliser un régulateur série de 1V2 (LM317T : régulateur à tension ajustable) monté en générateur de courant constant ?

en effet!
ce dispositif je l’ai utilisé sur le meme poste pour autre chose et j’y ai pensé.
Je me suis dit que la difference de tension de 2.5-3V entrée-sortie nécessaire au LM317 pour réguler plus la baisse de tension sur la resistance P1 était trop pour le cas present. Il faudrait plutôt utiliser un LDO comme LM2931 (max 100mA) ou AMS1117 (max 800mA).

aK

PS : voici la simulation Falstad avec le LM317.

Voici une réalisation du circuit montée dans un Socradel Weekend à base des tubes à 50 mA.

C’est fait avec des 2N2905A à la place des 2N3906 et ça marche très bien. Ce circuit est connecté pour etre effectif seulement quand le poste fonctionne sur batteries (positions Piles Maxi/Mini du bouton selecteur).

NB : le reglage du potentiomètre bleu détermine la limite de courant.