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T: Fachverband Teilchenphysik

T 72: DAQ und Trigger 3 / Elektronik

T 72.7: Vortrag

Freitag, 13. März 2009, 15:30–15:45, M110

Alternative Spannungsversorgungskonzepte für zukünftige Pixel- und Streifendetektoren — •Conrad Friedrich — DESY, Zeuthen

Derzeitige Pixel- und Streifendetektoren an modernen Teilchenbeschleunigern wie dem LHC bestehen aus einer Vielzahl einzelner Module, deren Front-End-Elektronik über tausende indviduelle Leitungspaare mit Gesamtleistungen von typischerweise mehreren 10 kW versorgt werden müssen. Durch thermische Verluste werden Effizienzen von 50% oft kaum überschritten, was zusätzliche Anforderungen an Kühlung und Monitoring impliziert. Zukünftige Detektoren sowie geplante Upgrades von ATLAS und CMS sehen eine Vervielfachung der Kanal-/Modulzahl vor, die neue und effizientere Stromversorgungskonzepte unumgänglich machen. Die diskutierten Alternativen sind serielle Konzepte (serial powering), die eine Reihenschaltung mehrerer Module und deren Versorgung mit einer Konstantstromquelle und lokalen Shunt-Regulatoren vorsehen, sowie parallele Schaltungen mehrerer Module über Einzelleitungen hoher Spannung und lokaler DC-DC Transformation auf den Modulen selbst. Beide Konzepte erreichen theoretisch Effizienzen bis über 80%, minimieren das eingebrachte Material und die nötige Kühlleistung. Sie bergen jedoch andereseits auch neue Risiken hinsichtlich ihres Rauschverhaltens, der Strahlungsfestigkeit, Toleranz gegenüber starken Magnetfeldern und Ausfallsicherheit. Neben dem Vergleich beider Schemata werden Ergebnisse erster Implementierungen vorgestellt und diskutiert.