Alimentation haute tension SHR

Généralités à propos de l’alimentation haute tension SHR

La nouvelle série d’alimentation haute tension SHR est une SMU (Source Measuring Unit) de très haute précision dédiée aux services de R & D dans les entreprises et les laboratoires. Elle est équipée de la technologie de génération HT la plus fine du marché ! L’alimentation haute tension SHR fournit jusqu’à 4 canaux HT, chacun avec un contrôle indépendant de la tension, du courant et de la polarité qui est réversible par électronique. Un grand écran TFT de 4,3 pouces et de haute qualité affiche les informations électriques détaillées. Les instructions sont saisies à l’aide d’un encodeur digital rotatif.

L’alimentation haute tension SHR convient aux applications mettant en œuvre des tubes photomultiplicateurs (PM), des galettes de micro-canaux (MCP), des détecteurs SiliconPM (SiPM) ou Multi-Pixel Photon Counters (MPPC), des détecteur APD, des détecteurs gazeux (micromegas), des chambres à fils, des détecteurs Germanium, etc.

Propriétés de l’alimentation haute tension SHR

  • 2 et 4 voies dans une version Desktop ‘Compact’
  • Modèles ‘Standard’ et ‘Haute Précision’
  • Versions 2 kV et 6 kV
  • Modes commutables 2 kV / 4 mA, 4 kV / 3 mA et 6 kV / 2 mA
  • Ondulation résiduelle et bruit ultra faibles
  • Interfaces USB / Ethernet et Webserver ARM LInux intégré
  • Affichage multicouleur TFT 4,3” Touch Display’ I
  • Polarités réversibles par électronique
  • Data logging, diagrammes temporels, script …

Descriptif de l’alimentation haute tension SHR ‘STANDARD’

L’alimentation haute tension SHR succède à l’alimentation SHQ dont l’arrêt a été programmé début 2018. Elle en reprend le principe, c’est-à-dire une alimentation de haute résolution et de haute précision, tout en intégrant les derniers développements à la fois hardware et software d’Iseg :

Polarités électroniques et gammes de tensions et courants

  • Polarité commutable avec réversibilité électronique. Cette fonction est une exclusivité ISEG, elle bénéficie d’un transfert de technologie des convertisseurs DPR et des modules NIM dis NHR. Un switch haute tension est piloté en interne par un signal provenant d’un processeur multifonctions. Ce dernier reçoit l’ordre de polarité, positive (+) ou négative (-), à partir du menu de navigation en face avant ou de l’interface à distance (USB / Ethernet).
  • 3 gammes de tension / courant, distinctes et commutables. L’étage élévateur est composé d’un transformateur ‘primaire – secondaire’ à multi-enroulements et d’un filtre haute tension dimensionné en tension, en courant et en puissance. Ce mode de génération haute tension permet de supporter des tensions jusqu’à 6 kV et de débiter des courants de 4 mA pour des puissances de 10 – 12 W. Ces 3 formats sont : 2 kV / 4 mA, 4 kV / 3 mA et 6 kV / 2 mA.

Ces 2 nouvelles fonctionnalités présentent les avantages indéniables suivant :

  • Nul besoin d’ouvrir le capot de l’alimentation pour inverser la polarité, et nul besoin de dévisser une demi-douzaine de vis, d’accéder à la carte mère pour inverser le bloc haute tension et passer d’une polarité positive à une polarité négative. Cela comporte de nombreux risques : arrachage des connecteurs, dé-câblage et re-câblage, perte fatale de liaisons électriques haute tension, risque de rupture diélectrique !
  • Le mode de génération multi gammes permet d’utiliser le module haute tension dans des applications aussi ‘opposées’ que les détecteurs Silicium (500 V voir 50 V) et Germanium (de 3,5 kV à 5,5 kV).

Précisions des settings et des mesures, échelles de linéarités

L’alimentation haute tension SHR reprend toutes les caractéristiques connues du modèle SHQ :

  • précision de la mesure tension +/- (0,01 % Vout + 0,02 % Vnominal)
  • précision de la mesure courant +/- (0,01 % Iout + 0,02 % Inominal)

Les convertisseurs DAC 20 bits et ADC 24 bits permettant, avec son processeur embarqué, des réglages très fins.

La linéarité du fonctionnement est garanti dans la plage 1 %.Vnominal jusqu’à 100 %.Vnominal.

Un nouvel affichage et une nouvelle navigation

Un écran ‘’Touch Screen’’ TFT de largeur 4,3 ” et de haute qualité multi couleur affiche toutes les informations détaillées telles que les consignes et mesures de tensions / courants, l’accès au changement des polarités et des 3 modes de générations HT. D’autres fonctionnalités utiles viennent s’ajouter, comme par exemple une lecture temporelle des tensions et des courants, du data logging & scripting. La navigation dans les menus  se fait via un encodeur à molette digital très précis.

De très nombreux flags positionnés dans des status de supervision permettent de vérifier le fonctionnement en cours de l’alimentation haute tension. isVLIM et isCLIM pour Vmax ou Imax dépassés, isEINH lorsqu’un Inhibit externe est activé, isRAMP quand la tension croit ou décroit, isTRP lorsque le courant de trip est atteint, isEMCY quand un arrêt d’urgence – Emergency – a été sollicité par l’opérateur, isEIER quand une erreur de communication – Time Out – a été observée, etc. Tous ces événements sont inscrits dans le logiciel en temps réel pour que l’utilisateur comprenne son origine et sa signification.

Caractéristiques :

 

  • Tension de 2 kVOLT à 6 kVOLT
  • Puissance de 8 Watts à 12 Watts
  • Courant de 2 mA à 6 mA
  • Alimentation haute tension 2 et 4 voies
  • Polarité réversible, positive (+) ou négative (-)
  • Masse commune (GND)
  • Ondulation résiduelle et bruit (< 10 mV crête à crête)
  • Contrôle de tension par encodeur rotatif digital
  • Mesure de tension et courant par écran tactile 4,3’’
  • 3 modes de génération – Vmode – HT 2 kV / 4 kV / 6 kV
  • Rampe de tension programmable 0,2 Vmode / s max.
  • Connecteurs SHV sur la face arrièreContrôle à distance via le mode USB et Ethernet
  • Interface embarquée Webserver iCS (iSEG Communication Server) ou
  • Logiciel exécutable iSEG Control 2 (Windows / Linux / Mac OS)
  • Modèle L/l/H mm : 331 / 257 / 103

Descriptif de l’alimentation haute tension SHR ‘HAUTE PRECISION’

En supplément des caractéristiques offertes par l’alimentation haute tension SHR ‘STANDARD’ l’alimentation haute tension SHR ‘HAUTE PRECISION’ apporte deux pieds de mesures en courants qui sont sélectionnés électroniquement et automatiquement par le processeur :

  • La première boucle de mesure en courant – high range – est liée au courant maximal du mode sélectionné, par exemple dans le cas du mode 2 mA, la résolution y est de 2 nA.
  • La deuxième boucle – low range – possède un seuil standard de 20 µA au dessous duquel le processeur adapte automatiquement la résolution. Cette fois-ci, pour tout courant dans l’intervalle 0 < Iout < 20 µA, la résolution est de 50 pA.

A noter que cette recherche de haute résolution n’a de sens que si elle est accompagnée d’une mesure de très haute précision. Si l’on regarde l’erreur de mesure donnée par  la formule +/- (0,01 % Iout + 4 nA), on peut voir que, pour un courant réel à mesurer de 5 nA, l’erreur sera de 4 nA donnant une mesure relative comprise dans l’intervalle [1 nA; 9 nA]. Dans un tel cas, il est intéressant d’avoir une résolution de 50 pA pour affiner la précision autour de la valeur réelle recherchée (DELTA I).

L’alimentation haute tension SHR est particulièrement adaptée pour des applications de physique où des mesures de courant extrêmement fines sont requises : détecteurs Germanium (Ge) et Silicium, détecteurs gazeux type Micromegas, Photodiodes à Avalanches (APD) avec compensation de température, etc.

Caractéristiques :

 

  • Tension de 2 kVOLT à 6 kVOLT
  • Puissance de 8 Watts à 12 Watts
  • Courant de 2 mA à 6 mA
  • Alimentation haute tension 2 et 4 voies
  • Polarité réversible, positive (+) ou négative (-)
  • Masse commune (GND)
  • Ondulation résiduelle et bruit (< 3 – 5 mV crête à crête)
  • Contrôle de tension par encodeur rotatif digital
  • Mesure de tension et courant par écran tactile 4,3’’
  • 3 modes de génération – Vmode – HT 2 kV / 4 kV / 6 kV
  • Deux gammes de mesure en courant : 0 < I0 < 20 µA et 20 µA < I0 < Inominal
  • Résolution en courant : 50 pA pour 0 < I0 < 20 µA
  • Rampe de tension programmable 0,2 Vmode / s max.
  • Inhibit individuel via SUB-D 9 pts ou BNC sur la face arrière
  • Connecteurs SHV sur la face arrière
  • Contrôle à distance via le mode USB et Ethernet
  • Interface embarquée Webserver iCS (iSEG Communication Server) ou
  • Logiciel exécutable iSEG Control 2 (Windows / Linux / Mac OS)
  • Modèle L/l/H mm : 331 / 257 / 103

Descriptif de l’alimentation haute tension SHQ ‘HAUTE PRECISION’

FIN DE PRODUCTION Trimestre 1 / 2018 : L’alimentation haute tension SHQ n’est plus fabriquée, elle est remplacée par le modèle SHR disposant de fonctionnalités plus poussées et plus modernes.

Caractéristiques :

 

  • Tension de 2 kVOLT, 4 kVOLT et 6 kVOLT
  • Puissance de 6 Watts et 12 Watts
  • Courant de 2 mA, 4 mA et 6 mA
  • Alimentation haute tension 1 et 2 voies
  • Polarité réversible par switch latéral extérieur (face arrière)
  • Masse commune (GND)
  • Ondulation résiduelle et bruit (< 5 mV crête à crête)
  • Contrôle de tension par potentiomètre 10 tours
  • Mesure de tension et courant par LCD 6 digits
  • Première gamme de mesure en courant : 0 < I0 < 100 µA et 100 µA < I0 < Inominal
  • Deuxième gamme de mesure en courant : 0 < I0 < 10 µA et 10 µA < I0 < Inominal (option 0n1)
  • Rampe de tension hardware 500 V / s
  • Rampe de tension programmable de 2 V / s à 255 V / s
  • Inhibit individuel via Lemo-hub sur la face avant
  • Connecteurs SHV sur la face arrière
  • Contrôle à distance via le mode RS232 et USB, CANbus
  • Modèle L/l/H mm : 320 / 236 / 100
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