{"id":138,"date":"2021-09-16T16:07:01","date_gmt":"2021-09-16T14:07:01","guid":{"rendered":"http:\/\/electroxa.net\/?p=138"},"modified":"2021-09-16T20:28:52","modified_gmt":"2021-09-16T18:28:52","slug":"multiplicateur-tension","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/electroxa.net\/index.php\/2021\/09\/16\/multiplicateur-tension\/","title":{"rendered":"Multiplicateur de tension"},"content":{"rendered":"\n<p>Dans cet article, je vous pr\u00e9senterai le multiplicateur de tension que j&rsquo;ai r\u00e9alis\u00e9.<\/p>\n\n\n\n<p>Mais avant toute chose, un warning s&rsquo;impose : \u26a0<span class=\"has-inline-color has-vivid-red-color\">Ce projet utilise de la haute tension, de l&rsquo;ordre de 10kV jusqu&rsquo;\u00e0 100kV. A ne surtout pas reproduire chez soi sans connaissance des risques. Ne pas s&rsquo;approcher de la sortie \u00e0 moins de 60cm &#8211; risque d&rsquo;arc \u00e9lectrique. Je d\u00e9cline toutes responsabilit\u00e9s.<\/span> \u26a0<\/p>\n\n\n\n<p>Ce projet se compose de plusieurs parties : l&rsquo;alime 19V,  un oscillateur ZVS reli\u00e9 \u00e0 un flyback AC (not\u00e9 FBT), le multiplicateur de tension, et la mise \u00e0 la terre, <span class=\"has-inline-color has-vivid-red-color\">qui est obligatoire, le flyback pouvant flotter en HT, ainsi que le primaire (19V), et faire un arc \u00e9lectrique  <\/span><\/p>\n\n\n\n<p>L&rsquo;alime 19V est issue d&rsquo;un PC portable, et est une alime \u00e0 d\u00e9coupage de type \u00ab\u00a0Flyback\u00a0\u00bb pour les moins puissantes, avec un secondaire flottant, reli\u00e9 au primaire par un condensateur Y1 (r\u00e9siste \u00e0 8kV), et\/ou une r\u00e9sistance comprise entre 20M\u03a9 et 100M\u03a9, ou de type demi pont pour les PC gamer, avec un secondaire reli\u00e9 \u00e0 la terre.<\/p>\n\n\n\n<p>Le ZVS est un module multivibrateur qui permet de transformer le courant continu (ici 19V) en courant alternatif non r\u00e9gul\u00e9, gr\u00e2ce \u00e0 une dizaine de composants. La sortie est parfaitement sinuso\u00efdale \u00e0 vide, car le primaire du transformateur (ici un flyback AC de 15kV) est en r\u00e9sonance avec les condensateurs du ZVS. De plus, le ZVS chauffe tr\u00e8s peu, car les MOSFET sont en commutation douce (les MOSFET changent d&rsquo;\u00e9tat \u00e0 0V), \u00e0 l&rsquo;oppos\u00e9 du \u00ab\u00a0flyback NE555\u00a0\u00bb, ou pire, du \u00ab\u00a03 components flyback driver\u00a0\u00bb, ce dernier poss\u00e9dant un transistor BJT utilis\u00e9 en r\u00e9gime lin\u00e9aire, donc qui chauffe beaucoup. Le probl\u00e8me du ZVS est la chute de tension \u00e0 la moindre charge, \u00e0 cause de la baisse du facteur Q du circuit LRC.<\/p>\n\n\n\n<p>Le multiplicateur de tension est compos\u00e9 de diodes et de condensateurs (et de r\u00e9sistances de protection en sortie, en option). J&rsquo;ai pris comme composants des condos c\u00e9ramique de 1nF 30kV, et des diodes de 5mA 20kV, 2 en s\u00e9rie pour avoir 1 diode 40kV 5mA. Une fois le tout assembl\u00e9, j&rsquo;ai mis la cascade dans de la cire de paraffine pour l&rsquo;isoler, car la paraffine a une tenue en tension de 10kV\/mm, au lieu 1kV\/mm pour l&rsquo;air.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery columns-2 is-cropped\"><ul class=\"blocks-gallery-grid\"><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><img loading=\"lazy\" width=\"768\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201010_140731-768x1024.jpg\" alt=\"\" data-id=\"141\" class=\"wp-image-141\" srcset=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201010_140731-768x1024.jpg 768w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201010_140731-225x300.jpg 225w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201010_140731-1152x1536.jpg 1152w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201010_140731-1536x2048.jpg 1536w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201010_140731-scaled.jpg 1920w\" sizes=\"(max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><\/figure><\/li><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><img loading=\"lazy\" width=\"768\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201003_135739-768x1024.jpg\" alt=\"\" data-id=\"142\" data-full-url=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201003_135739-scaled.jpg\" data-link=\"https:\/\/electroxa.net\/?attachment_id=142\" class=\"wp-image-142\" srcset=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201003_135739-768x1024.jpg 768w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201003_135739-225x300.jpg 225w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201003_135739-1152x1536.jpg 1152w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201003_135739-1536x2048.jpg 1536w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20201003_135739-scaled.jpg 1920w\" sizes=\"(max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><\/figure><\/li><\/ul><figcaption class=\"blocks-gallery-caption\">le multiplicateur de tension encore d\u00e9mont\u00e9, et apr\u00e8s montage.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>La tension de sortie du multiplicateur r\u00e9pond \u00e0 la formule :<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-katex-display-block katex-eq\" data-katex-display=\"true\"><pre>U(out)=Nstages \\cdot Uin \\cdot 2 \\sqrt2<\/pre><\/div>\n\n\n\n<p>La racine de 2 vient du fait que Uin est une valeur efficace (not\u00e9e RMS). En th\u00e9orie, avec 10 \u00e9tages et 10kV RMS (ampl. 14kV), le multiplicateur devrait sortir 280kV. En pratique, j&rsquo;ai obtenu lors des premiers tests \u00e0 peine 30-40kV, pour 2 raisons : 1) la mise \u00e0 la terre directement en sortie du flyback  a eu un effet de couplage avec le sol, cr\u00e9ant une baisse de tension du flyback et gaspillant l&rsquo;\u00e9nergie. Un transfo 220V utilis\u00e9 comme une inductance pour bloquer le courant alternatif et laisser passer le continu, ou une longueur de fil a suffi pour r\u00e9gler le probl\u00e8me et obtenir environ 100kV. (2) Le module ZVS poss\u00e8de une tension de sortie \u00e0 vide qui est plus \u00e9lev\u00e9e que la tension en charge. A vide, le flyback avait une sortie de 15kV ampl., et le multiplicateur de tension, m\u00eame \u00e0 vide, suffit \u00e0 faire baisser la tension du FBT, \u00e0 cause de la faible imp\u00e9dance des condensateurs et des fuites de courant par effet couronne. Le mieux aurait \u00e9t\u00e9 d&rsquo;avoir un demi pont, qui permet d&rsquo;avoir un flyback en \u00ab\u00a0\u00a0\u00bbsource de tension\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb.<\/p>\n\n\n\n<h3>J&rsquo;ai aussi fabriqu\u00e9 des multiplicateurs de tension plus petits<\/h3>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery columns-2 is-cropped\"><ul class=\"blocks-gallery-grid\"><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><img loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"1022\" src=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200621_1438522-1024x1022.jpg\" alt=\"\" data-id=\"145\" class=\"wp-image-145\" srcset=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200621_1438522-1024x1022.jpg 1024w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200621_1438522-300x300.jpg 300w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200621_1438522-150x150.jpg 150w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200621_1438522-768x766.jpg 768w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200621_1438522-1536x1533.jpg 1536w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200621_1438522-2048x2044.jpg 2048w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure><\/li><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><img loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"912\" src=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200413_1805102-1024x912.jpg\" alt=\"\" data-id=\"146\" data-full-url=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200413_1805102.jpg\" data-link=\"https:\/\/electroxa.net\/?attachment_id=146\" class=\"wp-image-146\" srcset=\"https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200413_1805102-1024x912.jpg 1024w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200413_1805102-300x267.jpg 300w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200413_1805102-768x684.jpg 768w, https:\/\/electroxa.net\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/IMG_20200413_1805102.jpg 1138w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure><\/li><\/ul><figcaption class=\"blocks-gallery-caption\">les 2 multiplicateurs miniatures ( le 1er fait la taille d&rsquo;un faux chargeur iPhone)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Ces 2 multiplicateurs de tension fonctionnent avec une tension d&rsquo;entr\u00e9e de 690V AC RMS \u00e0 1-2mA et 50Hz, et permettent d&rsquo;obtenir en th\u00e9orie pr\u00e8s de 4kV, mais en pratique 3kV. Le plus petit est en fait plus une source \u00e9lectrostatique, car les condos de 150pF et de 1nF constituent une forte imp\u00e9dance \u00e0 50Hz, et donc laissent un courant tr\u00e8s faible. Le second est un peu plus grand, et permet de d\u00e9livrer un courant un peu plus \u00e9lev\u00e9, et utilise des condos c\u00e9ramique bleus de 2.2nF, et condos MFP verts de 47nF, et des diodes 1N4007 \/ M7.<\/p>\n\n\n\n<p>J&rsquo;ai aussi fait un doubleur de tension avec 2 condos \u00e9lectrolytiques et 2 diodes, de mani\u00e8re anecdotique \ud83d\ude09 <\/p>\n\n\n\n<h2>liens utiles <\/h2>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container\">\n<p>lien de la cha\u00eene avec les vid\u00e9os : <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.youtube.com\/c\/ElectroXa\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.youtube.com\/c\/ElectroXa\" target=\"_blank\">https:\/\/www.youtube.com\/c\/ElectroXa<\/a> <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<div class=\"fitvids-video\"><iframe title=\"FR : conception multiplicateur de tension 150-200kV\" width=\"1200\" height=\"675\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/ARFjY3YuKcA?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen><\/iframe><\/div>\n<\/div><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<p>fonctionnement d&rsquo;une cascade de tension : <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Multiplicateur_de_tension\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Multiplicateur_de_tension\" target=\"_blank\">https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Multiplicateur_de_tension<\/a> <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans cet article, je vous pr\u00e9senterai le multiplicateur de tension que j&rsquo;ai r\u00e9alis\u00e9. 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