Etude et conception d'un étage de mise en forme d'impulsions ultra ...

Matériaux Module d’élasticité Point de fusion Champ disruptif Permittivité relative
N/mm 2 ˚C kV /mm
PE-LD 250 120 40 2.4
PP 1300 165 52 2.3
POMH 3100 175 20 3.7
PTFE 550 327 20 2.1
impulsion) Tableau comportant 7.2 – Propriétés deux fronts des matières à l’entrée plastiques d’un tel convertisseur, courantes source il est (Angst+Pfister).
possible de produire
une impulsion bipolaire vers la charge.
mécaniques et électriques requis dans la conception de la mise en forme bipolaire.
Le schéma électrique équivalent est présenté sur la Figure 2. S1 et S2 sont deux
commutateurs partageant un point commun en C. ils composent l’étage de génération de monoimpulsion.
7.3 Convertisseur
Les lignes T1,
monopolaire
T2 et T3 forme
vers
la ligne
bipolaire
Blumlein.
T1 et T2 possèdent la même impédance caractéristique ainsi qu’un temps de propagation
idéalement identique : τ. L’extrémité de la ligne T2 est terminée au point D par un circuit ouvert
parfait. Les La sections ligne de sortie suivantes T3 est détaillent caractérisée le dimensionnement par une impédance des double éléments à celle de T1 la mise et T2. en Elle
est connectée à une charge parfaitement adaptée.
forme bipolaire dont le schéma électrique équivalent est rappelé sur la figure 7.3.
S1
C
Figure 2: Schéma équivalent d'une mise en forme par ligne Blumlein
Figure 7.3 – Schéma électrique équivalent de la mise en forme bipolaire.
Détaillons le fonctionnement de ce circuit :
A t = T0- :
7.3.1 Calculs des diamètres de T1,T2 et T3
Toutes les lignes sont déchargées. Les potentielles aux différents points sont VA = VB =
VD = T1 VC et = VE T2 sont =0. imbriquées l’une dans l’autre (figure 7.4). Ceci permet de localiser la
A jonction t=T0+ : des trois lignes dans un plan bien défini.
S2
Z
A B
T1 T3
Z
D
T2
Le polypropylène retenu pour les lignes possède une permittivité relative de 2.3. Le
S1 se ferme. Il se propage alors une impulsion dans T1 : VC→A1. L’amplitude de cette
onde de tension dépend du circuit d’alimentation. Supposons que l’amplitude soit V0/2.
calcul du diamètre dT 1 du conducteur interne s’effectue grâce à l’équation classique de
A l’impédance t=T0 + τ : caractéristique des lignes coaxiales. Pour un diamètre extérieur de 90 mm
et une impédance de 25Ω, dT 1 vaut
L’onde VC→A1 arrive au niveau du point A. La ligne T1 étant chargée par 3Z, le
coefficient de réflexion Γ, vaut ½.
D’après la définition du coefficient de transmission d’une onde de tension nous pouvons
calculer l’amplitude Δ VA( t = T0+ τ ) , de l’impulsion transmise
dT 1 = 47.82mm.
Pour le diamètre interne dT 3 de la ligne T3 d’impédance 50Ω, le calcul donne
3
Δ VA( T0 + τ ) = VC→A1⋅ (1 +Γ ) = V0
(1.1)
4
La répartition de cette onde dans les lignes T2 et T3 se calcule grâce à la relation du
diviseur de tension en sortie de T1.
2Z
E
2Z
96