II Description de la solution technique proposée

L’objectif de cette partie est de présenter globalement notre démarche et les solutions
proposées.

Le projet a été décomposé dès le début en deux parties :

  • Une partie puissance : cette partie concerne le circuit électronique qui permet de
    réaliser la fonction principale de notre système, à savoir générer une haute tension et
    l’appliquer sur un mélange cellulaire.
  • Une partie commande : cette partie concerne la commande du système par l’utilisateur,
    elle doit permettre de réaliser toutes les fonctions de commande du cahier des charges.

Dans la phase de pré-projet, nous nous sommes concentrés sur la partie puissance du système.
Notre objectif a d’abord été de réaliser la génération de la haute tension, avant de valider les autres
fonctions et contraintes du cahier des charges.

Vous trouverez en annexe le WBS et le GANTT, regroupant les tâches du projet qui concerne
chacune de ces deux compositions.

La méthode de FlyBack

Un générateur de haute tension est un dispositif qui permet de produire une tension électrique
qui doit être, selon les normes européenne, supérieure à 1000 V.

Il existe cependant plusieurs techniques qui permettent de générer la haute.

Les techniques les plus répandues partent du principe d’élever une faible tension, continue ou
alternative, par le biais d’un transformateur élévateur de tension.

La méthode dite à découpage FlyBack exploite ce principe. Elle permet de charger un condensateur
à partir d’une faible tension continue.

Le schéma suivant illustre le circuit électrique de la méthode FlyBack :

Le montage est composé d’un transformateur dont la partie primaire est liée à la source de
tension, et la partie secondaire est liée à un condensateur en parallèle avec la résistance de sortie.

Le principe de la méthode flyback consiste à élever la tension continue d’entrée Ve en une tension
de sortie Vs. Cette dernière est en fonction de la tension d’entrée Ve et des autres paramètres du
circuit :

n1 : Le nombre de spires au primaire

n2 : Le nombre de spires au secondaire

L1 : l’inductance au primaire

L2 : l’inductance au secondaire

C : la capacité

α : Le rapport cyclique de l’interrupteur commandé T

Dans notre cas, le montage utilisé pour élever la tension est légèrement différent du
montage classique : au début la résistance n’est pas branchée parallèlement au condensateur. On
stocke d’abord l’énergie électrique équivalente à la haute tension souhaitée dans le condensateur,
puis on branche la résistance en fermant un interrupteur afin de décharger ladite énergie dans la
résistance.

La résistance dans notre cas n’est rien d’autre que la fiole contenant le mélange cellulaire.

Le schéma suivant représente le schéma électrique FlyBack que nous allons étudier par la suite :

Avantages de la méthode FlyBack

Il existe d’autres techniques pour élever la tension, parmi lesquelles le doubleur de Shenkel, qui
permet également de multiplier la tension d’entrée et présente l’avantage d’avoir un cout très faible.

Ce montage qui est une alimentation à double alternance, permet d’avoir une tension de sortie qui est égale à 2 fois la tension entrée, avec n le nombre d’étage du circuit.

Notons qu’un étage est formé d’une capacité en parallèle avec une diode.

Le principal inconvénient de cette méthode est que le réglage de la tension de sortie nécessite la
modification du circuit : ajout ou élimination d’un étage.

Nous avons donc choisi le montage Flyback non seulement parce qu’il permet une montée rapide de
la tension, mais aussi parce qu’il permet d’augmenter ou diminuer la tension en jouant simplement
dur l’un des paramètres du circuit.

Chapitre suivant : III. Etude détaillée de la solution proposée

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