La visite d’un fabricant et de son usine, on appelle cela dans notre métier un marronnier, non parce qu’on est reçus avec des châtaignes ou qu’on nous prend pour des glands, mais parce que c’est rare qu’on en sorte avec des sujets très intéressants (les fabricants ne s’épanchent pas sur leurs petits secrets). Rien de tout cela avec nos amis italiens de Powersoft.
Si vous aimez les belles histoires d’anticipation et voulez découvrir un grand acteur de l’audio mondial aussi bien d’hier, d’aujourd’hui que de demain, vous avez frappé à la bonne revue.
Nous avions, il y a quelque temps (presque dix ans déjà, et pour un autre magazine à l’époque), été visiter les gens de Scandicci et déjà à cette époque été impressionnés aussi bien par les procédés mis en oeuvre pour la fabrication et les tests des produits que par la R&D et les outils de conception utilisés. Eh bien, nous l’avons encore été aujourd’hui en prenant en compte les évolutions technologiques réalisées depuis lors.
Avant de vous relater dans un autre volet les aspects fabrication, tests, contrôle et SAV, voire également un compte-rendu d’écoute du système M-Force dans différentes configurations, gentiment guidés par Antonio Peruch (qui a en charge la gestion de la fabrication et des process), commençons par recueillir les propos de Claudio Lastrucci, le maestro des technologies de commutation de puissance (qu’il s’agisse d’alimentation à découpage, d’amplification classe D, ou … d’autres).
Brillant, accessible, compétent à l’extrême, Claudio Lastrucci, le directeur de la R&D et l’âme de la création de l’ensemble des produits Powersoft nous a accordé une longue interview moitié en anglais et moitié en italien avec un extraordinaire accent florentin.
Nous en avons profité pour découvrir des nouveautés qui seront présentées à Francfort et l’interroger sur sa vision de la gamme actuelle et du marché en général. Il en transparait, et pas qu’en pointillés, son besoin viscéral d’innover, d’explorer toujours plus avant les possibilités d’exploiter n’importe quelle source électrique pour en créer une autre apte à piloter n’importe quelle charge. Et pourquoi pas un haut-parleur ! Absolument passionnant et à savourer à la lumière de l’arrivée de Klas Dalbjörn, le nouveau Product Manager, pour compléter l’équipe et l’aider à être encore plus performante dans la réalisation du produit attendu par le marché.
SLU : Les produits Powersoft acceptent toute alimentation AC/DC et se connectent à quasiment toute charge. Ils se prêteraient facilement au jeu de l’évacuation. Sont-ils certifiés ?
Claudio Lastrucci : Une grande partie de nos produits va être certifiée EN-54 cette année. Nous avons commencé ce long travail à la moitié de l’année 2016. Pour être certifié, la chaîne complète doit l’être mais par exemple l’amplificateur faisant partie de cette chaîne, doit l’être à son tour. On travaille donc pour faire en sorte que des packages soient EN-54, ce qui inclut des onduleurs, des matrices, bien entendu nos amplis mais aussi des micros. Cela permettra que ce type de pré-configuration puisse être choisi car bénéficiant à plein de la certification EN-54 sans besoin d’une « post certification » après installation. Nous avons montré tout cela au récent NAMM.
SLU : Quelle topologie employez-vous sur l’alimentation de votre X8 pour accepter autant d’écarts de tension et d’impédance de ligne ?
Claudio Lastrucci : Nous n’employons pas de contrôleur numérique. Il s’agit d’un mélange entre des topologies différentes. Tout d’abord une section à résonance, et une régulation sur le secondaire. Disons que c’est un mélange de deux topologies, SEPIC et Cuk pour la conversion secondaire. Cela nous permet de totalement réguler la tension de sortie de 0 au maximum. La dynamique est gérée par le secondaire. Dans le primaire, c’est la section à résonance qui effectue la régulation. Bien entendu il ne sera pas possible de tirer la pleine puissance avec des tensions d’entrée de 50 V…
SLU : M’enfin, vous êtes Powersoft ou pas ! (rires)
Claudio Lastrucci : Non, mais c’est déjà pas mal dans la mesure où il est en plus possible de contrôler et suivre le fonctionnement de l’alimentation même sans commande numérique. Dans le X4 nous utilisons au contraire une topologie à clamp * qu’on retrouve dans d’autres de nos produits (notamment les nouveaux modules à venir, NDR).
* Essentiellement une structure « flyback » où il est nécessaire de « clamper », c’est-à-dire limiter la valeur de la tension présente lors du blocage (passage à l’état off) du (des) transistor(s) de commutation primaire (Mosfets Si, IGBT, voire maintenant Mosfets SiC ou GaN ) due à l’inductance de fuite du transformateur (ou plutôt des selfs couplées primaire-secondaire). Par ailleurs, avec des clamps actifs (à transistors-diodes) bien conçus, on peut recycler cette énergie de fuite, sinon perdue en chaleur dans les composants (ce qui est toujours mieux pour leur tenue thermique).
SLU : Pourquoi pas la même alimentation?
Claudio Lastrucci : Le résultat final est le même et nous disposons de possibilités identiques.
SLU : Si vous deviez reprendre la conception du X8, vous garderiez votre alimentation à résonance, SEPIC et Ćuk ou vous partiriez sur une version encore plus puissante de celle qui équipe le X4?
Claudio Lastrucci : Bonne question. (Il réfléchit NDR) Il y a du bon et du moins bon dans chacune des deux topologies mais je pense que je garderais ce que nous avons fait pour le X8 avec sans doute quelques améliorations.
SLU : Le fait que vous n’ayez pas choisi de piloter l’alimentation par un DSP ** dédié, vous permet-elle tout de même de contrôler et communiquer en temps réel l’état de fonctionnement de chaque élément ?
Claudio Lastrucci : Oui, absolument tout. Nous supervisons absolument tous les paramètres essentiels de l’ampli comme la température du transfo, du radiateur, la puissance délivrée, la tension des rails d’amplification, le courant secteur, la tension secteur, la fréquence secteur, la configuration secteur par phase…
** Il faut entendre là DSP au sens de processeur de traitement de signal, et même de composant spécialisé dans le contrôle et la commande des dispositifs de commutations de puissance d’alimentation. Certains contrôleurs opèrent aujourd’hui totalement dans le domaine numérique et et dialoguent par bus numérique avec le microprocesseur central.
SLU : Le PFC est contrôlé par un circuit analogique ou numérique ?
Claudio Lastrucci : Tous les réglages du PFC sont exécutés au travers d’un DSP mais le contrôleur est analogique. La partie analogique est limitée mais pour des puissances aussi élevées, elle reste intéressante. Nous sommes en train de considérer des solutions entièrement numériques mais quand on y pense bien, cela ne présente pas plus d’intérêt que ça.
Pour des appareils extrêmement économiques, c’est concevable puisque la simplification du circuit réduit les coûts, mais pour des applications à très forte puissance comme le X8 où une erreur de quelques nanosecondes peut faire brûler tout le circuit, je préfère en rester à ce que l’on connait et maîtrise.
Il existe des circuits très élaborés et suffisamment rapides sur le marché mais le bénéfice ramené au temps qu’il va falloir passer pour repenser entièrement l’ampli, est trop faible. Enfin ces circuits comportent un nombre très important de possibilités bien au-delà du PFC ou de l’alimentation et certains DSP sont intégrés dans l’étage de sortie de façon à pouvoir offrir des logs et des points de contrôle de tout l’ampli, or nous avons déjà notre « cerveau » embarqué dans les X.
SLU : Il nous semble que le futur des systèmes de sonorisation sera axé sur la puissance et le calcul embarqué. Votre savoir-faire dans les modules, les nouveaux comme ceux qui existent déjà, vous place très bien dans cette évolution…
Claudio Lastrucci : C’est vrai. (il marque un temps d’arrêt NDR) L’avantage de Powersoft est que nous fabriquons aussi bien des amplis rackables que des modules de puissance. Espérons être en mesure de fournir ce qui servira dans le futur ces deux marchés voire d’autres.
SLU : Est-ce que à votre avis, il y a encore besoin de monstres de technologie et de puissance comme le X8.
Claudio Lastrucci : Le monde est immense et chaque pays a des besoins différents où le X8 peut s’exprimer (déjà en termes de sources secteur NDR). Un line array grand format pour le touring est le « client » parfait pour notre ampli. Très haute puissance, petite taille, ratio prix / watt très avantageux, ratio prix / nombre d’enceintes qui peuvent être raccordées tout aussi avantageux. Il existe un marché du gros système d’amplification qui ne va pas changer de sitôt.
C’est vrai qu’il pourra évoluer vers les enceintes amplifiées dans certains pays, mais pas tous. Je pense notamment à l’Amérique du Sud où ce type de technologie arrivera sans doute, mais dans une quinzaine d’années car on aime là-bas les racks d’amplis et d’autre part l’emploi des systèmes est plus « old style ». Il est possible que par exemple en France le X8 ne soit pas un immense succès, mais Powersoft a la chance d’être présent dans le monde entier et faire face à la nécessité de servir tout type de demande.
SLU : Il est vrai aussi qu’en France nos marques nationales disposent de leur « section » puissance sauf APG qui fait en partie appel à vos produits…
Claudio Lastrucci : Oui, mais heureusement que la France n’est pas le monde entier (rires !)
Antonio Peruch : Il faut aussi préciser que le système du futur tel que tu l’as décrit, communiquant et embarquant beaucoup de technologie et d’asservissements reste un rêve, on n’y est pas encore et ceux qui à leur façon ont défriché ces possibilités et les ont transformées en produits présents sur le marché, n’ont pas forcément rencontré un grand succès. Selon nous, cette technologie est complexe et pas encore tout à fait aboutie et c’est pour ça que nous continuons à développer de nouveaux produits « classiques ».
SLU : Rien n’est classique chez vous. Quelles alimentations utilisez-vous dans les nouveaux produits (modules d’amplification) qui seront présentés à Francfort ?
Claudio Lastrucci : C’est une alimentation à simple étage avec un PFC en tête. Nous avons breveté une topologie de type flyback à haute puissance avec un clamp et qui tire parti de nos études via Comsol sur les matériaux. Je comprends votre étonnement dans la mesure où, quand vous lisez la littérature existante sur les alimentations, cette topologie ne serait pas en mesure de donner plus de 500 Watt, mais ça c’était vrai avant***.
Aujourd’hui nous avons des composants qui présentent des résistances (à l’état passant) de quelques milliohms et des inductances de fuite sur les transformateurs de moins de 0,5% (de l’inductance primaire, NDR) et c’est pour ça que nous élaborons et effectuons des simulations sous Comsol pour notre transformateur qui est l’élément le plus important de cette topologie.
Et évidemment nous avons trouvé des solutions pour ne pas perdre et même réutiliser le peu d’énergie qui s’échappe du transformateur (due au flux de fuite, NDR). Même si sur 1 kW cette fuite ne représente que 5 W qui se baladent sous la forme d’un champ magnétique, on se sert du clamp actif pour le récupérer et les réinjecter dans le secondaire et c’est encore plus vrai si cette alimentation délivre 3000 W, on ne peut pas laisser 15 Watt dans la nature !
*** La topologie flyback est et reste limitée (ou à tout le moins n’est pas la plus adaptée) en puissance pour les alimentations basse tension secondaire (5 à 48 V) et fort courant (>10 A), à cause du courant RMS prohibitif vu par les condensateurs de sortie et de l’énergie de fuite occasionnée par un transformateur non optimisé. Dans le cas d’alimentation haute tension, le problème est différent coté courant de sortie et le rapport de transformation beaucoup moindre.
Reste que la conception et la réalisation du transformateur est primordiale et délicate et qu’il faut bien maîtriser les circuits de clamp actifs. Par ailleurs aujourd’hui apparaissent des dispositifs de commutation (MOSFET) de puissance haute tension en SiC (carbure de silicium) et GaN (Nitrure de Gallium) offrant moins de pertes en commutation et de pertes de conduction (donc une meilleure efficacité) et permettant de travailler à des fréquences et des tensions plus élevées plus facilement.
SLU : Ce design et ce choix plus qu’original de topologie est dû à quoi, son prix, sa compacité, sa facilité de fabrication ou juste parce que vous vous amusez manifestement à innover ? Qu’est-ce qui vous motive ?
Claudio Lastrucci : D’abord le besoin de faire marcher la boîte (la société), de lui donner la capacité d’innover, de grandir et d’avoir un coup d’avance sur nos concurrents, et à défaut d’être devant, être en mesure de faire mieux pour le même prix. Ensuite la passion. On aime l’audio depuis … toujours (rires) et on travaille pour obtenir de meilleures performances, un meilleur son, plus de puissance, moins d’encombrement. C’est presque un hobby …
SLU : Si vous êtes capable de faire délivrer à une alimentation de type Flyback 3000 W là où elle est considérée comme bonne pour quelques centaines tout au plus, ça veut dire que c’est encore possible d’innover ?
Claudio Lastrucci : Toujours, TOUJOURS. Ce montage n’est pas une fin en soi. Nous sommes déjà en train de travailler sur une nouvelle génération de produits basée notamment sur de meilleurs composants que ceux dont on dispose aujourd’hui et cela va radicalement changer la donne dans plein de domaines. Et le progrès va très vite.
SLU : Vous allez donc plus vite que ce que, par exemple, les fabricants de haut-parleurs peuvent faire pour renouveler le bon vieux cône mû par une bobine dans un entrefer….
Claudio Lastrucci : J’aurais envie de répondre par l’affirmative. Nos progrès sont beaucoup plus rapides que les leurs.
SLU : C’est donc à vous de faire en sorte d’aller de l’avant dans le couple ampli – transducteur ?
Claudio Lastrucci : D’abord nous sommes très proches de l’univers du haut-parleur car l’un ne marche pas sans l’autre et surtout, comment concevoir un bon ampli si on ne connaît pas dans les moindres détails un transducteur et la façon dont il fonctionne. On ne peut pas continuer avec le raisonnement qui veut que d’un côté on présente une impédance de 8 ohms, de l’autre une source qui s’accommode de cette charge et que chacun bosse dans son coin.
C’est simpliste et irréaliste. Un haut-parleur est beaucoup plus qu’un composant résistif, c’est un composant complexe (au sens de l’impédance présentée à l’ampli, NDR), en mouvement qui prend de l’énergie, en renvoie, chauffe, refroidit, se comporte de façon non linéaire à cause de son équipage mobile, de sa suspension, de la puissance absorbée,… Tout ceci doit être compris et intégré avant de développer un amplificateur.
Pour en revenir à la question, je ne dis pas qu’on a un avantage par rapport à l’industrie des haut-parleurs, mais c’est vrai qu’on a à peu près dix ans de visibilité sur ce qu’il sera possible de faire dans l’univers électronique qui avance très vite là où de leur côté il existe un certain nombre de limitations propres aux transducteurs et ce malgré des matériaux et des technologies déjà remarquables. Ces limitations ne pourront être contournées et en partie résolues qu’avec l’aide de l’électronique.
SLU : Vous avez déjà mis un pied dans cet univers avec l’IPAL, le module avec son capteur de pression et avec le M-Force, le système associant un transducteur à aimant mobile et un module M-Drive avec un soft d’asservissement très élaboré. Quel chemin allez-vous suivre ?
Claudio Lastrucci : Déjà une certitude, nous n’allons pas nous mettre à produire des enceintes prêtes à l’emploi, mais il n’est pas inenvisageable que nous allions plus loin dans le domaine des transducteurs. Nous ressentons chez les fabricants historiques quelques atermoiements dans l’idée de suivre des chemins alternatifs dans leur conception. Cela n’est en rien une critique car il suffit de voir l’immense succès qu’ont les manufacturiers italiens pour comprendre qu’ils sont dans le vrai, mais je pense qu’ils ne tiennent peut-être pas assez compte de ce que la vitesse fulgurante du progrès dans l’électronique pourrait leur apporter. Pour faire une analogie avec les véhicules électriques, le progrès vient des batteries qui doublent de capacité tous les 5 ans, moins de la caisse elle-même.
SLU : Il y a pourtant eu une très belle preuve de ce que vos modules IPAL et des HP de qualité peuvent donner.
Claudio Lastrucci : Oui absolument. Mais j’ai le sentiment que les fabricants de HP n’ont pas pleinement saisi le concept et l’avancée que constituait cette association HP et électronique dédiée qui, pour moi, est le futur de nos métiers.
SLU : Quand vous avez présenté l’IPALMOD, quelle était exactement votre idée ?
Claudio Lastrucci : Notre idée a été de faire développer des haut-parleurs qui fonctionnent parfaitement avec des amplis à découpage, qui en tirent la quintessence. En général aujourd’hui ce n’est pas vraiment le cas. En dehors des modèles développés pour l’IPALMOD et pour le M-FORCE, les transducteurs actuels ne sont pas conçus pour bien fonctionner avec des amplis à découpage. Ceci est un gâchis, vraiment, ne serait-ce qu’en termes d’efficacité.
SLU : Une der de der pour nos lecteurs, Claudio. IPALMOD, M-FORCE et après ?
Claudio Lastrucci : (réfléchit, sourit et…) Quelque chose d’autre. (rires) Nous avons plein de projets sur le gaz à Scandicci. C’est vrai aussi que j’aimerais comprendre quelle est la meilleure manière d’avancer et par exemple nouer des partenariats. Je préfère nettement aller dans le sens d’un travail d’équipe avec les manufacturiers de transducteurs car ils ont un vrai savoir-faire, des équipes spécialisées dans ce domaine et il est sain que chacun se charge de ce qui lui incombe et investisse en conséquence.
Maintenant si on ne parvient pas à avancer de cette façon, nous saurons nous débrouiller et le M-FORCE en est la meilleure preuve. Nous avons su imaginer, construire et vendre ce composant. Nous n’allons pas rester sans rien faire, ne serait-ce que parce que le progrès va vite et que si nous ne faisons rien, d’autres le feront à notre place et nous aurons des regrets.
L’avenir réside donc en grande partie dans un meilleur couplage ampli – transducteurs. A bientôt pour découvrir les aspects fabrication, tests, contrôle qualité, …, et écoute, guidés par Antonio.
