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Dernière mise à jour : 03/03/2008Présentation
La présente page décrit quelques méthodes pour obtenir une tension élevée à partir d'une tension faible ou moyenne. Les tensions obtenues peuvent être de type continu (ionisateurs, alimentations de labo) ou impulsionnelles (cloture pour bétail).
Avertissements
A lire et à comprendre avant d'aller plus loin : Avertissements.
1 - Les explications données ici
devraient être assez claires. Cependant, si vous avez le moindre
doute, ne tentez rien ! Je décline toute responsabilité
en cas de problèmes résultant de mauvaises manipulations
! Il est question ici d'élements parfois branchés
directement sur le secteur
230V, qui est très dangeureux. Les tensions de sortie peuvent
atteindre des valeurs très élevée (plusieurs KV),
qui si
elle ne sont pas forcement toujours dangeureuses, peuvent
néanmoins être très
désagréables et choquantes. Les précautions
d'usage s'appliquent avant
toute
intervention.
2 - Les schémas qui suivent sont des schémas synoptiques,
et non des réalisations finies. Vous ne devez en aucuns cas
assembler les composants tels qu'ils sont montrés sur ces
synoptiques, au risque de les faire exploser et/ou de vous blesser plus
ou moins sérieusement. Pour des schémas pratiques, merci
de vous reporter aux liens mentionnés dans les paragraphes qui
suivent.
Ionisateurs
Les ionisateurs, également appelés "Générateurs de très haute tension (THT) pour applications biologiques", ou encore "Faiseurs de bonne santé" (sic), produisent une tension élevée, chargée positivement ou négativement selon l'emplacement de "l'antenne" qui diffuse les ions. La première méthode consiste à produire une tension positive de quelques milliers de volts, tension appliquée à une antenne assez longue disposée à quelques vingt centimètres du plafond de la pièce à "assainir". La seconde méthode consiste à produire une tension négative de quelques milliers de volts, tension appliquée sur une petite grille ou sur une ou plusieurs petites pointes, parfois placées devant un ventilateur. Cette deuxième méthode est la plus répendue, en France tout du moins. Pour une bonne efficacité, la tension minimale requise est estimée à environ 2 KV pour une pièce de 20 mètres carré, et à 10 KV pour une pièce de 500 mètres carré.
Production d'une tension de quelques KV à partir du secteur
Mis à part le fait qu'il faut choisir des composants de très bonne qualité et répondant à des critères adéquats d'isolation, il est assez simple de concevoir un appareil qui produit une tension élevée à partir du secteur 230 V. Le secteur 230 V est en effet alternatif, et il suffit d'un simple transformateur pour produire une tension alternative plus élevée. C'est d'ailleur ce qui est fait pour les équipements à tubes électroniques qui nécessitent des hautes tensions (plusieurs centaines de volts) pour fonctionner. Oui mais... S'il est assez aisé de concevoir des transformateurs délivrant des tension de 800V, cela commence à devenir plutôt délicat pour des tensions de quelques KV. Et qui dit délicat, dit augmentation du coût de fabrication et difficulté d'approvisionnement. De plus, un transformateur est capable de transmettre une puissance non négligeable (courant de sortie élevé), supérieure à celle requise pour ce genre d'application, et bien trop dangeureuse pour un utilisateur imprudent. Pour ces deux raisons principalement, on préfère utiliser des multiplicateurs de tension constitués de "vulgaires" diodes et condensateurs, qui délivrent une tension élevée mais sous quelques micro-ampères seulement. Le synoptique suivant montre une telle méthode :
Exemple : Alimentation THT 001
Production d'une tension de quelques KV à partir de piles ou d'une batterie
Le principe du multiplicateur à diode peut être conservé, mais comme il ne fonctionne qu'avec une tension d'entrée alternative, il faut dans un premier temps découper la tension continue des piles ou de la batterie, pour la rendre alternative. Le convertisseur de tension, puisqu'il s'agit de celà, peut être réalisé avec des transistors ou avec des portes logiques, en fait avec n'importe quoi qui puisse servir à réaliser un oscillateur. Un exemple d'un tel système est présenté à la page Alimentations phantom, au paragraphe "48V à partir d'une tension continue de 9V à 15V". 48V n'est certe pas une tension très élevée, mais le schéma montre un procédé, que certains jugeront bien peu élégant. La page convertisseur de tension 003 présente une autre façon de faire, et permet d'obtenir une tension de plus de 400V à partir d'une tension de +18V. C'est déjà mieux, mais ça fait peur aux débutants. Finalement, on peut préférer l'usage d'un oscillateur et d'un transformateur, suivi d'un étage redresseur. Ca demande moins de composants et ça peut être assez efficace si l'on choisi un transfo qui se comporte bien à la fréquence de découpage adoptée.
Générateurs d'impulsion
Les générateurs d'impulsions de haute tension peuvent avoir de multiples applications, il n'y a pas que les clotures de vaches à équiper dans la nature et dans les labos. Dans la plupart des cas, et pour les montages les plus simples, on se contente d'un oscillateur de fréquence fixe, qui commande la coupure du courant dans le primaire d'un transformateur élevateur de tension. Le transformateur élévateur peut être une bobine d'allumage pour voiture telle que celles visibles sur les photos qui suivent.
Il peut aussi s'agir d'un transformateur de type THT tel que ceux qu'on rencontre dans le circuit de déviation horizontale des téléviseurs N/B ou couleur à tube cathodique (il n'y a pas de tel transfo dans les écrans plats LCD ou LED).
Ce type de transfo possède bien souvent de nombreuses broches et il faut savoir s'y retrouver. De plus certains transfos intègrent dans le circuit secondaire des diodes haute tension entre plusieurs bobines reliées en série, ce qui rend difficile le test de continuité avec un simple ohmètre. Sans schéma de câblage approprié, pas évident du tout (enfin pas impossible mais on peut y passer pas mal de temps).
Exemples : Alimentation THT 002, Alimentation THT 003, Alimentation THT 004
Alimentations de laboratoire
Il existe des alimentations de laboratoire qui permettent de délivrer des hautes tensions continues et régulées.