20/20C-HS-H-CE Amplificateur haute tension 20 kV, 60 mA

Un étage de sortie à quatre quadrants signifie que l’amplificateur peut à la fois fournir et absorber du courant, et qu’il peut appliquer à la charge des tensions positives comme négatives. En pratique, cette conception permet à l’amplificateur ±20 kV de piloter des charges capacitives ou inductives sans instabilité. Il ramène activement la sortie vers 0 lorsque c’est nécessaire, permettant un contrôle bipolaire précis des signaux haute tension même avec des charges réactives (par exemple, en chargeant et déchargeant rapidement un condensateur).

La bande passante petit signal correspond à la plage de fréquences sur laquelle l’amplificateur peut reproduire fidèlement des signaux de plus faible amplitude (dans sa zone linéaire) – ici de DC jusqu’à environ 20 kHz (point à -3 dB). La bande passante grand signal est définie pour des excursions de sortie à pleine échelle et elle est plus faible (de DC à environ 5,2 kHz pour une sortie proche de 20 kV crête-à-crête avec ~1 % de distorsion). En termes simples, l’amplificateur peut gérer des variations de tension très rapides et de faible amplitude jusqu’à plusieurs dizaines de kilohertz, mais pour des excursions maximales de 20 kV, la limite de fréquence pratique est de l’ordre de quelques kilohertz, en raison de contraintes de slew rate et de puissance.

Cet amplificateur est utilisé dans un large éventail d’applications scientifiques et industrielles. Les usages typiques incluent le pilotage de plaques de déflexion électrostatiques dans les accélérateurs de particules, la fourniture d’une tension de polarisation lors de la génération de plasma et dans des expériences de décharge à barrière diélectrique, ainsi que le contrôle de formes d’onde haute tension en science des matériaux (p. ex. polarisation de matériaux ferroélectriques ou essais de claquage d’isolants). Il convient également très bien à la modulation électro-optique, aux installations d’électrofilage (electrospinning), au pilotage de faisceaux d’ions et à toute application nécessitant une source haute tension stable et programmable avec une réponse rapide. En résumé, tout scénario nécessitant jusqu’à ±20 kV avec un contrôle fin et une commutation rapide peut bénéficier de l’amplificateur 20/20C-HS.

L’amplificateur est commandé par un signal d’entrée basse tension : une tension analogique de ±10 V fera balayer la sortie sur toute la plage de ±20 kV (le gain fixe est de 2000 V/V). Vous pouvez appliquer cette tension de commande via un connecteur BNC en face avant depuis un générateur de fonctions ou un DAC. L’appareil fournit également des sorties de surveillance pratiques : un BNC délivre une représentation basse tension de la sortie haute tension (à l’échelle 1/2000, donc 10 V correspondent à 20 kV) et un autre BNC fournit une mesure de courant (1 V de sortie par 6 mA de courant de charge). Ces sorties permettent d’observer la tension et le courant de sortie réels sur un oscilloscope ou un instrument de mesure en temps réel, pour un retour sûr et précis sans mesurer directement la haute tension.

Le 20/20C-HS-H-CE est doté de fonctions de protection complètes. Il dispose d’un circuit de limitation/déclenchement (limit/trip) du courant réglable : si la charge tente de consommer plus que le seuil de courant défini (par exemple à cause d’un court-circuit ou d’un arc électrique), l’amplificateur limite le courant de sortie ou se met à l’arrêt (déclenchement) afin d’éviter tout dommage. La sortie est également protégée contre les courts-circuits par conception, ce qui signifie que des courts-circuits momentanés vers la masse ne détruiront pas l’appareil. En outre, l’amplificateur passera en état de dérégulation ou de défaut s’il ne peut pas maintenir la consigne demandée (p. ex. s’il est sollicité au-delà de ses capacités de bande passante ou de puissance) et il désactivera la sortie haute tension jusqu’à résolution de la condition. Des indicateurs d’état pour ces situations de défaut ou de déclenchement sont présents sur le panneau avant, et la conception intègre des interverrouillages de sécurité (par exemple, la sortie haute tension est automatiquement désactivée si un panneau de capotage est retiré). L’ensemble de ces fonctions garantit un fonctionnement sûr et protège à la fois l’utilisateur et l’équipement raccordé à l’amplificateur.

Oui. L’amplificateur est stable en DC, ce qui signifie qu’il peut maintenir une sortie haute tension constante sans dérive, comme une alimentation haute tension régulée. Vous pouvez régler un niveau DC (en appliquant une tension de commande constante) et l’amplificateur délivrera une tension DC correspondante jusqu’à 20 kV avec une grande précision. Grâce à sa conception en boucle fermée, la sortie reste stable (la dérive est très faible, de l’ordre de quelques dizaines de ppm par heure après échauffement). Cela le rend adapté à la polarisation de composants ou de matériaux par une tension DC élevée sur de longues durées. Notez toutefois que le courant de sortie continu est limité à 20 mA : dans cette plage de courant, il se comporte comme une alimentation HT programmable. L’unité est même livrée avec un certificat d’étalonnage, vous pouvez donc avoir confiance que la tension de sortie correspond précisément à votre réglage (dans la précision spécifiée).

Le 20/20C-HS-H-CE est conçu dans un châssis standard pour montage en rack 19 pouces (environ 11 pouces de hauteur, soit une hauteur 6U). Il s’intègre physiquement dans une baie d’équipements standard ou peut être utilisé sur une paillasse de laboratoire. Avec un poids d’environ 25 kg, il est relativement lourd ; l’installation en rack peut donc nécessiter une étagère coulissante ou une manutention à deux personnes, mais une fois en place, l’ensemble est très stable. Côté alimentation, la version « -H-CE » fonctionne sur le secteur standard (réglage usine 180–250 V AC, 50/60 Hz pour la conformité CE, avec une configuration alternative en 115 V AC si nécessaire). Pour l’intégration, la commande est simple via des connecteurs BNC, et la face avant offre un accès aisé aux commandes et aux indicateurs d’état. Globalement, tant que vous disposez de l’espace nécessaire et d’une alimentation secteur adaptée, l’amplificateur est largement plug-and-play pour les travaux en haute tension. Il est recommandé d’assurer une mise à la terre correcte et de suivre les consignes du manuel d’utilisation concernant la ventilation et la sécurité, mais aucune infrastructure particulière au-delà de l’équipement de laboratoire standard n’est requise.