J’ai fait l’acquisition il y a quelques mois d’un amplificateur home cinéma d’occasion haut de gamme de l’époque (plusieurs milliers d’euros en 2008 lors de sa sortie) : j’ai nommé le RX-V3800 de Yamaha. Cet ampli présente l’avantage (pour moi) d’avoir une foultitude d’entrées, très pratiques pour brancher plein d’appareils que j’ai pu récupérer et qu’il serait dommage de ne pas utiliser (magnétophone à bandes du grand-père par exemple). Autre avantage de cet ampli : possibilité d’associer une des entrées HDMI à un canal audio analogique 5.1 (voire 7.1 je ne sais plus) : ça permet à un PC de décoder les films avec toutes sortes de bande son exotique que l’ampli serait incapable de décoder, et d’envoyer de manière séparée (sans réencoder l’audio dans le HDMI) les canaux audio 5.1 et la vidéo. Là encore c’est loin d’être gagné avec la plupart des amplis de ce style.

Bref, c’est un super ampli, mais … il y a peu de temps, il s’est mis à faire des caprices : impossible de l’allumer, sauf à débrancher la prise secteur, attendre un peu et la rebrancher. Ça sent le condensateur fatigué ! (l’amplificateur a maintenant plus de 12 ans). L’objet de cet article est de voir comment remédier au problème !

Symptômes :

L’amplificateur refuse de s’allumer (on n’entend pas le relais quand on appuie sur le bouton « Master ON / OFF »).

Si on débranche et on rebranche le câble secteur (en attendant une dizaine de secondes entre les deux), l’amplificateur démarre, mais ce n’est probablement qu’une question de temps avant qu’il ne s’allume plus du tout.

Diagnostic :

Comme je disais, ce problème fait vraiment penser à un condensateur fatigué. Après quelques recherche sur le petit frère de ce modèle (RX-V1800), il semblerait que c’est soit le fusible thermique du transformateur, soit un condensateur utilisé pour l’alimentation permanente qui lâchent au bout d’un certain temps. Etant donné que mon ampli s’allume encore de temps en temps, le fusible thermique du transfo est bon, reste donc à regarder du coté des condensateurs comme je le supposais.

ATTENTION ATTENTION : avant toute chose, pensez à bien débrancher l’amplificateur avant d’intervenir dessus ! (plusieurs parties sont reliées directement au secteur 230V et alimentées en permanence, même ampli éteint !)

Après quelques recherches, on trouve un manuel de service (pour le coup, merci Yamaha d’avoir diffusé cet manuel avec tous les schémas !), dont voici une copie : yamaha_rx-v3800_ax-v3800_sm__service_manual

Les pages qui nous intéressent pour la recherche de panne sont la page 89 (schéma bloc de l’alimentation) et 132 (schéma de l’alimentation), dont voici deux extraits (voir également p77 pour avoir des explications sur le nom de certains signaux, comme PRY = Power relay control (signal de commande du relais principal RY1 – relais piloté par Q2) :

 

Comment ça fonctionne ?

(N’hésitez pas à passer au chapitre suivant si le principe de fonctionnement ne vous intéresse pas)

Petite déconvenue sur cet ampli : on constate que le l’interrupteur mécanique « Master ON/OFF » ne coupe pas le secteur comme on pourrait le supposer … en fait il y a une partie de l’électronique qui est alimentée en permanence, dès que l’ampli est branché 🙁 (et il y a fort à parier que la panne se situe dans cette zone là).

Le secteur arrive par le connecteur TE2 sur le schéma ci-dessus.

En analysant rapidement le schéma, on constate que de la basse tension est créée pour alimenter une double bascule D (IC3) – alimentation continue créée à partir des condensateurs C4, C7, C5 résistance R13, et les diodes D7 pour réguler la tension (zener 10V environ), D8 (redressement).
Le principe est simple et souvent utilisé : le but est de pouvoir alimenter en basse tension le circuit intégré IC3, sans utiliser de transformateur (Attention du coup, même si IC3 est alimenté en basse tension, il n’en demeure pas moins relié plus ou moins directement au secteur, donc risque d’électrocution bien réel en travaillant dans cette zone là !). Pour faire ça, on pourrait utiliser des résistances de puissance pour faire chuter la tension avant d’attaquer la diode zener, mais ça présente l’inconvénient de chauffer beaucoup.

La solution utilisée par Yamaha et beaucoup d’autres est de remplacer la résistance par un condensateur (ici C4 + C7), qui va présenter l’avantage de ne pas chauffer pour abaisser la tension secteur (en 2 mots, tout comme le ferait la résistance, le condensateur présente une « impédance » (= une résistance à une fréquence donnée) qui permet de faire chuter la tension secteur. En première approximation, cette « résistance » du condensateur vaut 1 / (2 * Pi * f * C), avec C en farads (0.000000022 pour C4 = 22nF), Pi = 3.14, et f la fréquence secteur = 50Hz)).

A noter que l’interrupteur mécanique « Master ON/OFF » n’intervient pas directement sur les alimentations permanentes montrées ci-dessus. L’interrupteur en question rentre sur le microprocesseur IC402, microprocesseur qui passe le signal PRY à « 1 » pour alimenter le relais principal RY1 par l’intermédiaire de Q2. Quand l’interrupteur mécanique n’est pas enfoncé, la tension d’alimentation de IC3 (patte 14) est en permanence présente, et ce circuit IC3 (bascule D) reçoit une impulsion sur sa patte d’horloge 3 grâce à la fréquence secteur et au couple R14 – C6. Comme l’entrée D est à 1 (reliée à la tension d’alimentation d’IC3), lors du front montant d’horloge, la sortie de la bascule (patte 1) passe également à « 1 », et fait commuter Q6, et provoque l’alimentation du primaire du petit transformateur T1 – transformateur qui va à son tour permettre l’alimentation du microprocesseur IC402. A noter l’ingénieux système pour alimenter le primaire du transformateur T1 en utilisant un seul transistor (Q6) et un pont de diodes (D10), qui permet de faire un « interrupteur » qui fonctionne en alternatif.

Une fois T1 alimenté, ce qui reste un peu flou à ce stade, c’est pourquoi IC2 (optocoupleur qui fait passer le signal de l’entrée D de IC3 à « 0 ») ne provoque pas une décommutation de Q6 et donc un arrêt de l’alimentation de T1, car en toute rigueur IC3 voit toujours un signal d’horloge arriver sur son entrée 3 (τ = R14 * C6 = 1M * 4.7n = 4.7ms – bien inférieur à la période du secteur). Il faudrait se pencher plus finement sur le schéma, ou faire des mesures à l’oscilloscope pour comprendre.

Quoi qu’il en soit, la source potentielle de panne est identifiée : il faut vérifier les condensateurs de ces alimentations permanentes (alimentation de IC3, et alimentation de C10), car le fait qu’elles soient branchées continuellement sur le secteur les use beaucoup par rapport à une alimentation coupée par un vrai interrupteur secteur mécanique.

Test des composants :

En première approximation on aurait tendance à incriminer C5, car c’est un condensateur chimique, et qu’ils sont souvent plus sensibles au vieillissement et aux effets de la chaleur. Cependant, internet suggère que c’est plutôt le condensateur film (non chimique) C4 qui se détériore :

Du coup on le dessoude, et on le teste au RCL mètre :

Oh, surprise ! C4 ne fait plus que 7.655nF au lieu de 22nF (pour l’Europe / 47nF pour d’autres versions), et présente un facteur de dissipation D assez élevé …

Si on reprend la formule de l’impédance du condensateur ci-dessus, on constate que plus la valeur de C4 est faible, plus l’impédance (la résistance) va augmenter, et donc à un moment il n’y aura plus assez de courant pour recharger C5 et alimenter IC3. La panne provient donc très probablement de là.

Petit aparté : autant les condensateurs chimiques sont connus pour perdre en capacité et se dégrader avec le temps (surtout s’ils sont proches d’une source de chaleur), autant c’est très très rare qu’un condensateur film perde de sa capacité, et je ne félicite vraiment pas Yamaha sur ce coup là, car visiblement la panne est assez récurrente, ce qui signifie qu’ils ont monté un condensateur vraiment bas de gamme (il n’y a d’ailleurs pas de marque sur ce condensateur …).
Selon le modèle d’ampli que vous avez (Europe, USA, …), le condensateur doit être un 22nF 630V ou un 47nF 400/630V (voir le manuel de service p132 pour les détails). J’ai remplacé le condensateur défectueux par un bon vieux Philips (BC components) orange (MKT) récupéré dans une vielle télé. Ces condensateurs film sont reconnus pour leur fiabilité, et il y a fort à parier que je ne serai plus jamais embêté par cette panne. Vous pouvez aussi utiliser des versions plus vieilles (version avec des bandes de couleur, ou version grise, ils sont tout aussi fiables, mais plus gros).
Beaucoup diront qu’il faudrait monter des condensateurs type X ou X2 ici (condensateurs prévus pour fonctionner en permanence sur le secteur, avec des propriétés un peu plus sûres au niveau sécurité). Je vais dire oui et non : mieux vaut un bon condensateur classique qu’un mauvais condensateur X2 … en l’occurrence, pas mal de filtres secteurs pourtant équipés de condensateurs X2 ont la fâcheuse tendance à exploser avec le temps (condensateurs RIFA classe X, moulés dans la résine), alors que des condensateurs classiques LCC jaunes ou les oranges que j’ai montés, je n’en ai jamais vu exploser.
Tout ça pour dire : préférez un condensateur de marque, 22nF 630V (j’ai monté un 400V car je n’avais que ça sous la main, mais c’est plus sérieux de prendre du 630V). Les oranges que j’ai montés se font toujours (la branche composants passifs de Philips ayant maintenant été rachetée par Vishay), séries MKT368, MKT369, MKT467 MKT468. Exemples de références : BFC236966223, BFC246740223, …, dispo par exemple ici https://www.limpulsion.fr/art/P22NF630V/VISHAY__COND_MKT_467_22nF_10_630V_P10_mm ou chez Mouser / Digikey. Plein d’autres modèles peuvent convenir, mais surtout n’achetez que des marques reconnues (Vishay, Wima, TKD, Kemet) chez des distributeurs connus (Farnell, Radiospares, Mouser, Digikey, TME, …). Fuyez les vendeurs aliexpress ou ebay pour ce genre de composants (éventuellement du New Old stock en Philips orange sur ebay, il n’y a pas trop de risque pour ça).

Reste à tester les autres composants, pour vérifier qu’il n’y en a pas d’autres qui sont défectueux ou mal en points. Ceux qui semblent le plus critiques (car soumis à une tension permanente ou sollicités pour les alimentations) sont : C3, C4, C5, C6, C7 et C10.

Je les ai tous dessoudés pour les tester : C10 est très mal en point aussi, vu qu’il ne fait plus que 1966µF (au lieu de 3300µF) et a un facteur de dissipation déplorable … Du coup on le remplace aussi.

La encore, je ne félicite pas Yamaha : le condensateur monté est un Nichicon, une marque très moyenne, et en plus en 85°C (donc condensateur bas de gamme avec un durée de vie assez limitée). On le remplace par un condensateur Panasonic qui est la référence en condensateur chimiques, 3300µF 25V 105°C. Les condensateurs chimiques bleus Vishay (ex BC components, ex Philips) sont assez fiables également et pourraient tout aussi convenir.

Conclusion :

Sur mon ampli, la panne était causée par deux condensateurs défectueux (attention, les valeurs sont données pour des amplificateurs vendus en Europe et alimentés en 230V. Elles différent pour les amplis alimentés en 110V !) :

• le condensateur film C4 de 22nF 630V (référencé WC041600 dans le manuel de service), remplacé par un BFC236966223 par exemple (voir texte pour les détails).
• le condensateur chimique C10 de 3300µF 25V (référencé UU249330 dans le manuel de service), remplacé par un condensateur chimique longue durée de vie Panasonic 3300µF 25V 105°C (prendre la série qui tient le plus d’heures à 105°C).
• dans le doute, et même s’il était encore bon sur mon ampli, il est préférable de remplacer également C7 (47nF 630V référencé WF081500), par le même style de condensateur que C4.

Pour conclure, la panne est due à un choix de composants « bas de gamme », dans un amplificateur pourtant haut de gamme, et à un défaut de conception de la part de Yamaha : malgré la présence d’un interrupteur ON/OFF mécanique, ce dernier ne coupe en fait qu’une petite partie de l’alimentation de l’amplificateur ; tout le reste de l’ampli, y compris son microprocesseur restent alimentés en permanence, 24h/24, et forcément ça use les composants ! (sans compter qu’en cas de surtension réseau, l’ampli risque de griller – chose qui a peu de chances d’arriver avec un vrai interrupteur mécanique).