ALIMENTATION HAUTE TENSION
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ALIMENTATION HAUTE TENSION VERSION USB 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. +12VDC 500 mA OVERVOLTAGE and OVERCURRENT PROTECTION 82mΩ ISEG BPS 3W Module Vin VOLTAGE and CURRENT MONITOR TEMPERATURE SENSOR REMOTE EEPROM USB-I2C ADAPTER MON 1/G DAC USB port HV H.V.out ADC Bus I2C 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.) ©2012/01 IPHC-Imabio Fig 2. Caractéristiques des convertisseurs DC/DC de la série BPS ©2012/01 IPHC-Imabio 40 sortie HT (V) 35 y = 1,003x - 0,202 30 25 20 15 10 mesures 5 Linéaire (mesures) mesure "sortie HT" avec HP 34401A calibre 100V DC 0 0 5 10 15 20 25 lecture 35 ADC (V) 30 40 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 sortie HT / HTset 1,001 CHARGE 4,7kΩ 10kΩ 22kΩ 39kΩ 82kΩ 160kΩ 10MΩ 1,000 Vin = 12,05V hv.exe du 111208 iseg = 300 gain = 7.6 a = 1.003 b = -0.2 mesure "sortie HT" avec HP 34401A calibre 100V DC 0,999 15 20 25 30 35 consigne HTset (V) 40 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 1000 |sortie HT| (V) y = 1,0085x - 3,4296 900 800 700 600 500 mesures Linéaire (mesures) mesure "sortie HT" avec HP 34401A calibre 1000V DC 400 400 500 600 700 800 |lecture ADC| (V) 900 1000 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 1,001 sortie HT / HTset CHARGE 2,302MΩ 3,06MΩ 4,85MΩ 10MΩ 1,000 Vin = 12,05V hv.exe du 111208 iseg = 2500 gain = 2,51 a = 1.0085 b = -3,43 mesure "sortie HT" avec HP 34401A calibre 1000V DC 0,999 500 600 700 800 900 consigne |HTset| (V) 1000 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
