Developpement d'un trigger
Posted: Fri 29 Feb, 2008 1:16 am
Depuis le temps que je me casse la tete pour amorcer les arc-tubes et flash-tubes , j'ai decidé de mettre au point un montage fiable
Pour les tubes qui s'amorcent avec une electrode externe , il n'y a aucun probleme , un simple déclencheur de vieux flash suffit
Mais quand il s'agit d'un tube sans amorçage externe , ça se complique , et on se heurte vite à de nombreux problèmes
Le premier est que la décharge de plusieurs milliers de volts doit etre superposée à la tension de fonctionnement normal du tube , comme dans le cas d'un argon
Mais les tubes que j'utilise fonctionnent plus avec 800 ou 900 volts que 150 volts
Le premier probleme que j'ai eu , c'était que la HT du banc de capas se déchargeait dans le trigger que je montais en parallele avec l'alim
Si on veut empecher ce phénomene de se produire , il faut faire un trigger "série" , c'est à dire que le secondaire du transfo d'amorçage se trouve en série dans le circuit d'alim
Mais on a un autre probleme , le secondaire doit pouvoir délivrer une impulsion THT allant jusqu'à 12 Kilovolts , tout en étant parcouru par le courant de décharge du tube , soit plusieur ampères
Difficilement compatible , à moins d'avoir un rapport de transformation très élevé
J'ai donc eu l'idée d'utiliser un transfo de four micro-onde , dont j'ai supprimé les shunts magnétiques et le secondaire , qui est trop fin pour le courant du tube
J'ai donc gardé que le primaire d'origine , qui supporte un assez fort courant
Après quelques essais , j'ai obtenu comme résultat des étincelles pouvant aller de 5600 volts à 13000 volts
Le primaire fait 150 spire de gros fil
Dans l'espace laissé par le secondaire , j'ai bobiné 4 spires de fil qui deviennent donc le primaire de mon montage
Le rapport de transformation est donc de 150/4 = 37,5
En envoyant une impulsion de 150 volts au nouveau primaire , j'ai donc 150 x 37,5 = 5625 volts
Et si j'envois 350 volts au primaire , j'ai donc 350 x 37,5 = 13125 volts
De plus , le bobinage du transformateur vas me servir de self de limitation du courant dans le tube en fonctionnement
Ensuite vient toute la partie electronique de commande
Au départ , un oscillateur à 150 hertz avec un déphaseur qui attaque en push-pull un petit transfo 2 x 5 volts / 220 volts
Le transfo fonctionne donc en harmonique trois pour diminuer l'échauffement, car il est alimenté en 12 volts
En sortie , je redresse la haute tension et je charge une capa de forte valeur à travers une resistance ( qui vas protéger le pont et le transfo pendant la décharge )
La capa peut se charger jusqu'à 700 volts , mais je ne dépasse pas 350 volts
Avec un comparateur , je controle la tension au borne de la capa , le seuil de déclenchement du comparateur étant réglable entre 150 volts et 350 volts , ce qui vas déterminer la tension de l'étincelle au secondaire
Lorsque la charge de la capa atteint la tension de consigne , le comparateur bascule à l'état haut et le signal passe dans un différentiateur qui transforme ce front montant en une courte impulsion positive
Cette impulsion sert à commander un FET pour décharger une capa de 1 µF dans la gachette d'un thyristor de puissance , qui lui-meme vas décharger la capa principale dans la bobine primaire du transfo de four micro-onde modifié
Cette décharge doit se faire avec un courant maximum dans un temps le plus court , de façon à décharger la capa completement pour que le thyristor puisse repasser à l'état bloqué , sinon l'alim débite à travers la resistance de protection dans la bobine
La tension au borne de la capa étant tombée à zero , le comparateur repasse à l'état bas sans agir sur le différenciateur ( il ne réagit qu'aux fronts montants ) et le cycle recommence
Il y a aussi des sécurité qui détectent une surcharge de la capa en cas de non déclenchement du thyristor ou un blocage à l'état passant du thyristor et qui redémarrent l'alim à zero , ainsi qu'un circuit qui détecte si le tube est amorcé ou pas , comme sur un argon
Ce circuit parait simple au premier abord , mais m'a donné du mal , les formes et les temps des impulsions devant etres très précis pour avoir un bon fonctionnement , et les courants de décharge y sont importants
De plus ce montage m'a permis de supprimer tout "spark-gap" au déclenchement plus ou moins aléatoire
Sur la photo , il n'y a pas encore de monté les circuits de sécurité , ce n'est que le montage de base , je surveille la tension avec le voltmetre et je coupe manuellement en cas de probleme
Ça vas quand meme faire deux circuit intégrés de plus sur la carte
Maintenant , il vas y avoir les tests avec des tubes
Je croise les doigts
Pour les tubes qui s'amorcent avec une electrode externe , il n'y a aucun probleme , un simple déclencheur de vieux flash suffit
Mais quand il s'agit d'un tube sans amorçage externe , ça se complique , et on se heurte vite à de nombreux problèmes
Le premier est que la décharge de plusieurs milliers de volts doit etre superposée à la tension de fonctionnement normal du tube , comme dans le cas d'un argon
Mais les tubes que j'utilise fonctionnent plus avec 800 ou 900 volts que 150 volts
Le premier probleme que j'ai eu , c'était que la HT du banc de capas se déchargeait dans le trigger que je montais en parallele avec l'alim
Si on veut empecher ce phénomene de se produire , il faut faire un trigger "série" , c'est à dire que le secondaire du transfo d'amorçage se trouve en série dans le circuit d'alim
Mais on a un autre probleme , le secondaire doit pouvoir délivrer une impulsion THT allant jusqu'à 12 Kilovolts , tout en étant parcouru par le courant de décharge du tube , soit plusieur ampères
Difficilement compatible , à moins d'avoir un rapport de transformation très élevé
J'ai donc eu l'idée d'utiliser un transfo de four micro-onde , dont j'ai supprimé les shunts magnétiques et le secondaire , qui est trop fin pour le courant du tube
J'ai donc gardé que le primaire d'origine , qui supporte un assez fort courant
Après quelques essais , j'ai obtenu comme résultat des étincelles pouvant aller de 5600 volts à 13000 volts
Le primaire fait 150 spire de gros fil
Dans l'espace laissé par le secondaire , j'ai bobiné 4 spires de fil qui deviennent donc le primaire de mon montage
Le rapport de transformation est donc de 150/4 = 37,5
En envoyant une impulsion de 150 volts au nouveau primaire , j'ai donc 150 x 37,5 = 5625 volts
Et si j'envois 350 volts au primaire , j'ai donc 350 x 37,5 = 13125 volts
De plus , le bobinage du transformateur vas me servir de self de limitation du courant dans le tube en fonctionnement
Ensuite vient toute la partie electronique de commande
Au départ , un oscillateur à 150 hertz avec un déphaseur qui attaque en push-pull un petit transfo 2 x 5 volts / 220 volts
Le transfo fonctionne donc en harmonique trois pour diminuer l'échauffement, car il est alimenté en 12 volts
En sortie , je redresse la haute tension et je charge une capa de forte valeur à travers une resistance ( qui vas protéger le pont et le transfo pendant la décharge )
La capa peut se charger jusqu'à 700 volts , mais je ne dépasse pas 350 volts
Avec un comparateur , je controle la tension au borne de la capa , le seuil de déclenchement du comparateur étant réglable entre 150 volts et 350 volts , ce qui vas déterminer la tension de l'étincelle au secondaire
Lorsque la charge de la capa atteint la tension de consigne , le comparateur bascule à l'état haut et le signal passe dans un différentiateur qui transforme ce front montant en une courte impulsion positive
Cette impulsion sert à commander un FET pour décharger une capa de 1 µF dans la gachette d'un thyristor de puissance , qui lui-meme vas décharger la capa principale dans la bobine primaire du transfo de four micro-onde modifié
Cette décharge doit se faire avec un courant maximum dans un temps le plus court , de façon à décharger la capa completement pour que le thyristor puisse repasser à l'état bloqué , sinon l'alim débite à travers la resistance de protection dans la bobine
La tension au borne de la capa étant tombée à zero , le comparateur repasse à l'état bas sans agir sur le différenciateur ( il ne réagit qu'aux fronts montants ) et le cycle recommence
Il y a aussi des sécurité qui détectent une surcharge de la capa en cas de non déclenchement du thyristor ou un blocage à l'état passant du thyristor et qui redémarrent l'alim à zero , ainsi qu'un circuit qui détecte si le tube est amorcé ou pas , comme sur un argon
Ce circuit parait simple au premier abord , mais m'a donné du mal , les formes et les temps des impulsions devant etres très précis pour avoir un bon fonctionnement , et les courants de décharge y sont importants
De plus ce montage m'a permis de supprimer tout "spark-gap" au déclenchement plus ou moins aléatoire
Sur la photo , il n'y a pas encore de monté les circuits de sécurité , ce n'est que le montage de base , je surveille la tension avec le voltmetre et je coupe manuellement en cas de probleme
Ça vas quand meme faire deux circuit intégrés de plus sur la carte
Maintenant , il vas y avoir les tests avec des tubes
Je croise les doigts