ALIMENTATION HAUTE TENSION

+12VDC
500 mA
DAC ADC
REMOTE MON
Vin H.V.out
ISEG BPS 3W Module
TEMPERATURE
SENSOR
VOLTAGE
and
CURRENT
MONITOR
OVERVOLTAGE
and
OVERCURRENT
PROTECTION
1/G
EEPROM
82mΩ
Bus I2C
USB-I2C
ADAPTER
USB port
HV
L'alimentation haute tension est construite autour d'un convertisseur DC/DC de la série BPS (3W) fabriqué par ISEG.
Le convertisseur DC/DC est choisi pour une tension de sortie positive ou négative parmi sept valeurs nominales
disponibles de 300V à 3kV. Il est possible de limiter la tension maximale de sortie de quelques dizaines de volts
jusqu'à la tension nominale du convertisseur.
Le pilotage de l'alimentation haute tension s'effectue par liaison USB.
Les circuits de commande et de contrôle du convertisseur connectés sur un bus I2C interne (Fig 1.) permettent de :
Régler la tension de sortie de l'alimentation par l'application d'une tension sur l'entrée REMOTE du
convertisseur ISEG. Cette tension est fournie par un convertisseur numérique analogique (DAC).
L'atténuateur de gain 1/G limite la tension maximale (en valeur absolue) en sortie de l'alimentation.
Lire, par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique numérique (ADC), la sortie MON (monitor) du
convertisseur ISEG dont l'amplitude est proportionnelle à la valeur absolue de la tension de sortie.
Mesurer la température à proximité du module ISEG.
Mesurer la tension d'alimentation appliquée au convertisseur ISEG et le courant qu'il consomme.
La mémoire EEPROM contient les informations nécessaires au programme de commande (type de convertisseur, gain
1/G, coefficients de correction).
Le bus I2C interne est relié au port USB par un adaptateur USB-I2C.
Un dispositif de protection, placé après l'entrée 12V, limite la tension d'alimentation du convertisseur ISEG à 15V, le
courant consommé à 1A et assure une protection contre l'inversion de polarité.
ALIMENTATION HAUTE TENSION
VERSION USB
©2012/01 IPHC-Imabio
Fig 1. Synoptique de l'alimentation
Les caractéristiques du convertisseur ISEG (Fig 2.) garantissent une
précision de ±1% de la tension de sortie en fonction de la tension de
commande REMOTE.
Il est possible de calibrer (Fig 3 et 5.) l'alimentation et de définir des
coefficients de correction à appliquer à l'amplitude du signal MON (lecture
ADC) pour obtenir une mesure de la tension de sortie et d'ajuster alors la
commande REMOTE pour approcher la consigne HT avec plus de
précision (Fig 4 et 6.)

Fig 2. Caractéristiques des convertisseurs DC/DC de la série BPS
©2012/01 IPHC-Imabio

y = 1,003x - 0,202
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25 30 35 40
lecture ADC (V)
sortie HT (V)
mesures
Linéaire (mesures)
mesure "sortie HT" ave c HP 34401A calibre 100V DC
Fig 3. Tension de sortie en fonction de la lecture ADC.
Carte n°10 avec convertisseur 300V n°07, sortie limitée
à 40V. Sans correction
Fig 4. Rapport tension de sortie sur consigne en
fonction de la consigne.
Carte n°10 avec convertisseur 300V n°07, sortie
limitée à 40V. Avec correction
©2012/01 IPHC-Imabio
0,999
1,000
1,001
15 20 25 30 35 40
consigne HTset (V)
sortie HT / HTset
4,7kΩ
10kΩ
22kΩ
39kΩ
82kΩ
160kΩ
10MΩ
hv.exe du 111208
iseg = 300
gain = 7.6
a = 1.003
b = -0.2
CHARGE
mesure "sortie HT" avec HP 34401A calibre 100V DC
Vin = 12,05V

Fig 5. Tension de sortie en fonction de la lecture ADC.
Carte n°04 avec convertisseur -2500V n°04, sortie
limitée à -1000V. Sans correction
Fig 6. Rapport tension de sortie sur consigne en
fonction de la consigne.
Carte n°04 avec convertisseur -2500V n°04, sortie
limitée à -1000V. Avec correction
©2012/01 IPHC-Imabio
y = 1,0085x - 3,4296
400
500
600
700
800
900
1000
400 500 600 700 800 900 1000
|lecture ADC| (V)
|sortie HT| (V)
mesures
Linéaire (mesures)
mesure "sortie HT" avec HP 34401A calibre 1000V DC
0,999
1,000
1,001
500 600 700 800 900 1000
consigne |HTset| (V)
sortie HT / HTset
2,302MΩ
3,06MΩ
4,85MΩ
10MΩ
hv.exe du 111208
iseg = 2500
gain = 2,51
a = 1.0085
b = -3,43
C
HAR
G
E
mesure "sortie HT" avec HP 34401A calibre 1000V DC
Vin = 12,05V