Générateur d’impulsions haute tension

INTRODUCTION AU GÉNÉRATEUR D’IMPULSIONS HAUTE TENSION

Le générateur d’impulsions haute tension de la marque GBS Elektronik délivre des tensions rectangulaires. Il est modulable et réalisé sur mesure. Il se présente sous la forme de châssis en racks standardisés ou bien intégré dans des baies et mini baies. Il convient aux applications de décharges diélectriques, décharges à étincelles, création de plasma, etc.

Nous disposons aussi d’une offre de générateurs d’impulsions haute tension sinusoïdales (générateur de DBD), mono-voies au format OEM (cartes PCB à câbler et à intégrer).

Nos générateurs d’impulsions haute tension sont utilisés dans l’Industrie, le traitement de l’eau, la modification de surfaces des matériaux, la médecine, l’aéronautique avec les écoulements fluidiques, etc …

Ces solutions sont offertes en collaboration avec notre partenaire allemand GBS Elektronik.

GENERATEUR D’IMPULSIONS

HAUTE TENSION

Generateur à impulsions haute tension | RUP3 | 5 kV à 25 kV | Décharge dielectrique, plasma | GBS Elektronik

GENERATEUR D’IMPULSIONS

SPECIFIQUE

Generateur à impulsions haute tension | Miipuls | 6 kV à 30 kV | Décharge de barrière diélectrique, plasma | GBS Elektronik

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Generateur à impulsions haute tension | cahier des charges | GBS Elektronik

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Generateur à impulsions haute tension | Telechargez nos datasheets | GBS Elektronik

GÉNÉRATEUR D’IMPULSIONS HAUTE TENSION – Pulse Rossendorfer Universal

Le générateur d’impulsions haute tension « Pulse Rossendorfer Universal » (RUP) du fabricant GBS Elektronik est conçu sur la base de ‘’briques’’ élémentaires qui viennent répondre précisément à votre cahier des charges. Nous assemblons et livrons ces générateurs dans des châssis au format rack 19’’ pour les petites et moyennes puissances, ou dans des baies et mini baies pour de plus fortes puissances.

Notre générateur d’impulsions haute tension est adapté à un large choix de paramètres d’impulsions et d’impédances de charges. Il délivre des impulsions quasi-rectangulaires dont les composantes sont réglables :

  • l’amplitude de tension,
  • la fréquence,
  • la largeur d’impulsion,
  • Le rapport cyclique,
  • etc …

A votre demande, nous intégrons les modifications électroniques pour, par exemple, augmenter un temps de montée de la tension, ou bien limiter la quantité d’énergie libérée lors de la décharge électrique, en limitant le courant crête (intégrale du produit U * I sur le laps de temps de la décharge), etc … Ceci se fait en jouant sur le rapport capacité de filtrage sur l’étage de sortie versus la résistance de protection et de limitation en série avec la sortie haute tension.

Ces générateurs sont utilisés dans les applications :

  • d’immersion plasma,
  • de traitement de surface,
  • de décharge de barrières diélectriques,
  • de génération d’effets couronne,
  • de décharges de gaz avec combustion turbulente …

Décharge luminescente :

Une décharge luminescente est un plasma formé par le passage d’un courant électrique à travers un gaz. Elle est souvent créée en appliquant une tension entre deux électrodes dans un tube de verre contenant un gaz à basse pression. Lorsque la tension dépasse une valeur appelée tension d’amorçage, l’ionisation du gaz s’auto-entretient et le tube brille d’une lumière colorée. La couleur dépend du gaz utilisé.Dans une décharge luminescente, la charge est principalement résistive.

Décharge de barrière diélectrique :

La décharge sur barrière diélectrique (DBD) est la décharge électrique entre deux électrodes séparées par une barrière diélectrique isolante.Dans une décharge sur barrière diélectrique la charge est principalement capacitive et peut affecter le temps de montée de la tension.

Décharge d’arc :

Une décharge d’arc, ou arc électrique, est une rupture électrique d’un gaz qui produit une décharge électrique prolongée. Le courant traversant un milieu normalement non conducteur comme l’air produit un plasma ; le plasma peut produire de la lumière visible. Une décharge d’arc implique un mode de fonctionnement en court-circuit fréquent.

GÉNÉRATEUR D’IMPULSIONS HAUTE TENSION SINUSOÏDALES OEM MINIPULS

Nous offrons des générateurs d’impulsions haute tension sinusoïdales personnalisés et appelés « Minipuls » pour des applications de décharges de barrières diélectriques (DBD) dans des réacteurs plasma. Tous ces modèles de générateurs sont disponibles en versions OEM et présentent un intérêt auprès de ceux qui souhaitent intégrer cette technologie dans leurs propres dispositifs.

L’ensemble Minipuls est développé pour générer des haute tensions AC sinusoïdales dans une gamme de fréquence de fonctionnement de 5 kHz à 20 kHz, avec des puissances moyennes de l’ordre de 30 W à 700 W, des valeurs de tensions crêtes de 6 kV, 10 kV, 20 kV et 30 kV. Le dispositif se compose d’un convertisseur en pont complet type H, d’un filtre en fréquence et d’un ensemble de transformateurs haute tension implémentés en cascades.

L’étage du pont en H délivre des tensions rectangulaires, ceci présente le principal défaut d’émettre beaucoup d’harmoniques de basses fréquences et de hautes fréquences (selon la décomposition en série de Fourier). Pour éviter ceci, un filtre de structure L-C est placé entre le pont en H et l’étage de transformateur haute tension. Ce filtre va fonctionner en mode résonant à une fréquence dont le pic de résonance sera autour de 10 kHz typique.

Pour un transformateur haute tension et haute fréquence, le nombre de spires dans l’enroulement secondaire est élevé. La modélisation haute fréquence d’un tel transformateur indique que la capacité distribuée Cds et l’inductance distribuée Lds sont plus grandes. Lorsque ces capacités parasites Cds et inductances parasites Lds sont ramenées après conversion au primaire du transformateur, leurs valeurs équivalentes sont plus importantes encore en raison du rapport élevé 1 : n du transformateur haute tension. Ces capacités et inductances influencent très fortement les paramètre du filtre, surtout à haute fréquence. Lorsque ces éléments distribués sont plus grands que les paramètres du filtre, aucun filtre ne peut réaliser la fonction désirée.

La clé de la conception d’un transformateur haute fréquence est de savoir comment diminuer la capacité et l’inductance distribuées.

Le transformateur en anneau a le moins d’inductance de fuite, mais sa structure d’isolation conduit à une tension de sortie plus faible. Des ferrites de types RM10 (Minipuls0.1, 6 kV crête), RM14 (Minipuls2, 10 kV crête), PM62 (Minipuls4, 20 kV crête) ou encore PM74 (Minipuls6, 30 kV) seront mises en œuvre en cascade pour palier à ces circonstances.

Par exemple, dans le cas du Minipuls2 de GBS Elektronik, le rapport de transformation global est modifiable en shuntant les 3 derniers étages de transformateurs. Ainsi les ratios de 1:102, 1:121 et 1:148 peuvent être obtenus. L’inductance de résonance au primaire s’en trouve également modifié avec les valeurs de 81 μH, 100 μH et 121 μH.

La mise en cascade est conçue pour des charges capacitives jusqu’à 300 pF et les charges résistives > 100 kOhms.

Les 2 platines sont alimentées par une alimentation de laboratoire DC. Un signal provenant d’un GBF, ou d’une carte de conversion TTL permet de driver les transistors de puissance à la fréquence souhaitée. Pour le monitoring, il y a un diviseur de haute tension et un moniteur de courant. Un éclateur à la sortie de l’étage haute tension limite la tension AC pour une bonne protection de la charge DBD au niveau du réacteur plasma.

AMPLIFICATEUR 4-QUADRANTS

Un générateur d’impulsions haute tension standard est insuffisant si des temps de descente rapides sont requis et si la charge est principalement capacitive. Les alimentations DC se déchargent que très lentement par elles-mêmes à cause des étages capacitifs à leurs sorties. Dans ce cas, une conception sous forme de source de courant et de charge de courant est nécessaire. Dans ce mode, le courant peut circuler dans le sens inverse et ainsi réduire le temps de décharge des condensateurs. Un fonctionnement à quatre quadrants est nécessaire.

Notre générateur d’impulsions haute tension 4-Quadrants est une source de courant, classe D en pont complet, à base de transistors IGBT. Ce générateur d’impulsions de GBS Elektronik est dédié aux applications de physique des plasmas.

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