Générateur d’impulsion haute tension Tpuls3 pour charge capacitive
Le générateur d’impulsions Tpuls3 est conçu pour délivrer des impulsions de haute tension courtes mais de fortes puissances vers un primaire de transformateur à anneau de ferrite (type EPCOS par exemple). Ces impulsions peuvent être répétées en fréquence jusqu’à 20 kHz et au delà.
La sortie du transformateur délivre ensuite ces impulsions à une charge capacitive, formant ainsi un circuit RLC. Ces impulsions peuvent être du mono-coup ou bien des ondes à résonance avec décroissance exponentielle. Nous calculons, concevons et livrons le transformateur pour qu’il soit adapté à votre cahier des charges.
Les tensions typiquement atteintes sont de 1 kV à 15 kV, selon le transformateur et la nature de la charge.
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Applications du générateur d’impulsion haute tension Tpuls3
Décharges électrostatiques – ESD – dans l’industrie des semi-conducteurs.
De nombreux composants électroniques, tels que les diodes de puissance, sont très robustes et peuvent supporter une décharge electrostatique, mais si un composant à semi-conducteur a une géométrie petite ou mince dans le cadre de sa structure physique, la tension peut détruire localement le semi-conducteur. Les courants au cours de ces décharges deviennent assez élevés, mais sont de l’ordre de la nanoseconde à la microseconde. Une partie du composant en est définitivement endommagée, ce qui peut provoquer des défaillances de différentes natures. Le générateur à impulsion Tpuls3 est mis en oeuvre pour générer cette impulsion courte et très énergétique.
Description, forme d’onde et fréquence des impulsions
Les impulsions sont créées à partir d’une alimentation interne qui fournit une tension de bus DC. Cette tension est réglable de 0 à 1000 V DC. Sa puissance est de 300 W pour un courant moyen de 500 mA.
Le circuit de découpage du générateur à impulsion Tpuls3 est réalisé à partir de transistors de commutations en série avec des condensateurs et des diodes. Cette conception permet de créer aux bornes du primaire une impulsion dont l’amplitude est le double de la tension de bus DC (1000 V et – 1000 V par rapport à la masse GND). Quand l’impulsion arrive à sa fin, le convertisseur est stoppé et l’énergie inductive de l’alternance inverse est renvoyée par les diodes vers les condensateurs de filtrage.
L’étage de sortie est conçu pour délivrer périodiquement des courants crêtes allant jusqu’à 120 A. En cas de court-circuit, les courants peuvent aller jusqu’à 200 A. Cependant, l’impulsion est coupée dans un délai de 250 ns si des courants > 120A sont détectés.
Le générateur à impulsion Tpuls3 peut se déclencher par une clock en interne ou par un signal TTL externe.
La valeur maximale de la capacité de charge est déterminée par le courant crête que le générateur peut fournir mais aussi par le rapport du transformateur. De façon identique, l’énergie de l’impulsion de sortie dépend de la durée de l’impulsion interne initiale et de la saturation de la ferrite. L’impulsion interne est programmable de 0 à 1,5 µs.
Le temps de montée et le temps de descente de l’impulsion sont à peu près les mêmes et dépendent de l’inductance au primaire du transformateur, du rapport du transformateur et de la valeur capacitive de la charge. Cependant, si le transformateur est utilisé en mode non linéaire, de sorte qu’il sature juste au maximum de la tension, le temps de descente peut être encore plus rapide que le temps de montée. La fréquence est limitée avec ce mode car les pertes sont assez élevées.
La fréquence maximale avec un déclenchement interne est de 20 kHz. Avec un déclenchement externe, la fréquence peut être encore plus élevée. Cependant, du fait de la puissance de crête maximale du générateur, la fréquence peut décroitre. Les limites sont fixées par les paramètres internes de l’alimentation DC et par le circuit de surveillance de la température.
Le temps de commutation intrinsèque des transistors est environ 30 ns, cela correspond par ailleurs au temps de montée le plus court pour les capacités de charge les plus petites.
Le générateur à impulsion Tpuls3 est automatiquement stoppé lors d’une température anormalement élevée liée à une surchauffe des composants.
Spécifications du générateur Tpuls3
- Interrupteur général du générateur.
- Boutons-poussoirs pour marche et arrêt HT.
- Potentiomètre 10 tours pour la fréquence interne de 0 à 20 kHz.
- Entrée BNC pour signal de contrôle externe.
- Potentiomètre 10 tours pour l’amplitude de tension.
- Potentiomètre 10 tours pour l’ajustement de la largeur d’impulsion, 0 à 1,5 µs.
- Sortie du moniteur de tension 1:2000.
- Sortie moniteur de courant 50 mV/A (transformateur de courant avec shunt).
- Vu-mètres analogiques pour la tension du primaire DC et le courant.
- LED de surintensité et de surchauffe.
- Sortie HT avec 2 plugs de 4 mm, protection par un couvercle type plexiglas.
- Prise 4 mm pour la mesure de tension.
- Prise de terre de 4 mm.
- Connecteur d’alimentation du réseau 230 VAC.
- Interlock de sécurité.
- Rack 19″, (P,H, L) : 460 x 177 x 482 mm.
- Plage de température ambiante 0 – 35 °C.
- Humidité 0 – 80%.
- Classe de protection I, IP 20.
- Manuel d’utilisation du générateur à impulsion Tpuls3
- Manuel de conception du transformateur d’impulsions.
