II Etude des différentes solutions¶

Le système électronique d’électroporation doit permettre de générer une haute tension.

Un générateur de haute tension est un dispositif qui permet de produire une tension électrique qui doit être, selon les normes européenne, supérieure à 1000 V.

Il existe désormais plusieurs technologies qui permettent de générer la haute tension. Le choix de la technologie dépend des critères de performance tels que le rendement en puissance et la morphologie du circuit ; mais la technologie de la génération diffère également selon que l’on souhaite obtenir une tension continue ou alternative.

Dans notre cas, nous souhaitons obtenir une tension continue comprise entre 1000 V et 2300 V, que l’on stockera par la suite dans une capacité de 50 µF. La première étape serait donc de convertir la tension alternative fournie par le secteur en une tension continue et ce, en se servant d’un montage redresseur.

Nous nous intéresserons dans cette partie à l’étude du montage redresseur que nous avons utilisé. Ensuite, nous comparons en terme de coût, d’efficacité et de conformité avec le cahier des charges, les solutions envisageables à savoir : L’alimentation à découpage de type Flyback et l’utilisation d’une capacité à base de plusieurs condensateurs.

La méthode de FlyBack¶

Un générateur de haute tension est un dispositif qui permet de produire une tension électrique
qui doit être, selon les normes européenne, supérieure à 1000 V.

Il existe cependant plusieurs techniques qui permettent de générer la haute.

Les techniques les plus répandues partent du principe d’élever une faible tension, continue ou
alternative, par le biais d’un transformateur élévateur de tension.

La méthode dite à découpage FlyBack exploite ce principe. Elle permet de charger un condensateur
à partir d’une faible tension continue.

Le schéma suivant illustre le circuit électrique de la méthode FlyBack :

Le montage est composé d’un transformateur dont la partie primaire est liée à la source de
tension, et la partie secondaire est liée à un condensateur en parallèle avec la résistance de sortie.

Le principe de la méthode flyback consiste à élever la tension continue d’entrée Ve en une tension
de sortie Vs. Cette dernière est en fonction de la tension d’entrée Ve et des autres paramètres du
circuit :

n1 : Le nombre de spires au primaire

n2 : Le nombre de spires au secondaire

L1 : l’inductance au primaire

L2 : l’inductance au secondaire

C : la capacité

α : Le rapport cyclique de l’interrupteur commandé T

Dans notre cas, le montage utilisé pour élever la tension est légèrement différent du
montage classique : au début la résistance n’est pas branchée parallèlement au condensateur. On
stocke d’abord l’énergie électrique équivalente à la haute tension souhaitée dans le condensateur,
puis on branche la résistance en fermant un interrupteur afin de décharger ladite énergie dans la
résistance.

La résistance dans notre cas n’est rien d’autre que la fiole contenant le mélange cellulaire.

Le schéma suivant représente le schéma électrique FlyBack que nous allons étudier par la suite :

Avantages de la méthode FlyBack¶

Il existe d’autres techniques pour élever la tension, parmi lesquelles le doubleur de Shenkel, qui
permet également de multiplier la tension d’entrée et présente l’avantage d’avoir un cout très faible.

Ce montage qui est une alimentation à double alternance, permet d’avoir une tension de sortie qui est égale à 2 fois la tension entrée, avec n le nombre d’étage du circuit.

Notons qu’un étage est formé d’une capacité en parallèle avec une diode.

Le principal inconvénient de cette méthode est que le réglage de la tension de sortie nécessite la
modification du circuit : ajout ou élimination d’un étage.

Nous avons donc choisi le montage Flyback non seulement parce qu’il permet une montée rapide de
la tension, mais aussi parce qu’il permet d’augmenter ou diminuer la tension en jouant simplement
dur l’un des paramètres du circuit.

Chapitre suivant : III. Etude détaillée de la solution proposée