Polytech Projets Ge » Projets 2017 » 2017 Conception d'un système èlectronique d'électroporation

h1. III Etude détaillée de la solution proposée

Comme expliqué dans la partie précédente, la solution pour générer la haute tension consiste à mettre en place plusieurs condensateurs en parallèle chargée en parallèle, puis mise en série. 

Le système doit également contrôler la charge et la décharge, mais aussi de mesurer la tension à la sortie et la résistance de la fiole. 

Dans cette partie, nous allons décrire en détail la solution proposée au client, nous commencerons par définir les différentes parties du projet sous forme d’un WBS. Nous présenterons ensuite les différents éléments de la carte de puissance conçue ainsi que les résultats des tests effectuées. Nous expliquerons également les fonctions du microcontrôleur qui permettent de contrôler le système et finalement, nous ferons une estimation des ressources et du temps restants pour que le projet soit finalisé. 

h2. 3.1 WBS du projet : 

Le projet a été décomposé en trois grandes parties : 

- La partie puissance : cette partie concerne l’étude et la réalisation de la carte d’alimentation qui permettra de convertir la tension du secteur en des tensions continues qui permettront d’alimenter la carte des condensateurs et la carte de commande.

- La partie Condensateurs : cette partie concerne l’étude des différentes solutions possibles en fonction de leurs conformités avec le cahier des charges. La solution choisie doit être étudiée théoriquement et simulée afin de valider son fonctionnement. Ensuite, la solution sera testée à petite échelle, c’est-à-dire en réalisant un prototype qui nous permet de valider l’étude théorique et les résultats de simulation. Et finalement, on réalise et on teste le système à grande échelle.

- La partie commande : concerne l’étude et la réalisation des fonctions du microcontrôleur.

Le schéma du WBS suivant résume les différentes fonctions que contient chaque partie du projet :

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*WBS du projet* 

h2. 3.2 Partie puissance:

h3. 3.2.1 Résultats de la simulation:

Afin de vérifier le comportement des condensateurs mis en parallèle, nous avons simulé grâce au logiciel PSIM, un montage redresseur connecté à une capacité de 5000 uF, ce qui est équivalent à 10 condensateurs de 500 uF montés en parallèles.

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*Simulation du montage redresseur par PSIM* 

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*Résultats de la simulation*

On obtient à partir du secteur, au bout de 4s une tension continue de 300 V. Le temps de charge est généralement égal à 5 fois la constante du temps τ qui dépend de la résistance mise en série avec la capacité. En effet :

τ=RC = 160 * 0.005 = 0.8 

La tension est donc obtenue au bout de 5*0.8 = 4s.

Les résultats de la simulation montrent que le courant qui passe dans les condensateurs est inférieur à 2 A, ce qui ne risque pas d’endommager les composants du circuit.

h3. 3.2.2 Test à échelle réduite: 

Le test à échelle réduite nous a permis de valider le fonctionnement du système. 

Deux condensateurs de 1uF ont été chargés en parallèle par une tension de 20 V, puis mis en série. Les deux condensateurs mis en série sont équivalents à une capacité de 

0.5 uF qui a été déchargée dans une résistance de 5MOhms.

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*Charge et décharge de deux condensateurs de 1 uF*

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*Courbe de décharge des deux condensateurs*

h3. 3.2.3 Réalisation à grande échelle:

La réalisation à grande échelle consiste à concevoir et réaliser les deux cartes de puissance :

-  La carte d'alimentation : Permet de générer les tensions qui alimentent les condensateurs, la carte de commande et les commutateurs.

-  La carte des condensateurs : contient tous les condensateurs qui seront chargés, les commutateurs qui permettent de relier les condensateurs, ainsi que les ports de liaison avec la carte de commande. 

Dans les paragraphes qui suivent, nous expliquerons en détail la structure globale des deux cartes ainsi que les composants qui agissent en tant que commutateurs.

h4. a) Structure de la carte d'alimentation : 

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