Bonn 2010 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 72: Trigger und DAQ II

T 72.5: Vortrag

Mittwoch, 17. März 2010, 15:00–15:15, HG ÜR 2

Elektronische Charakterisierung von DC-DC-Wandlern für die Spannungsversorgung von zukünftigen Si-Pixel- und Streifendetektoren — •Conrad Friedrich — DESY, Zeuthen

An heutigen Pixel- und Streifendetektoren in Experimenten moderner Teilchenbeschleuniger wie dem LHC wird die Front-End-Elektronik einer Vielzahl einzelner Module über tausende indviduelle Leitungspaare mit Gesamtleistungen von typischerweise mehreren 10 kW versorgt. Durch Verluste in den Zuleitungen werden dabei Effizienzen von 50% häufig kaum überschritten, was hohe Anforderungen an Kühl- und Kontrollsysteme impliziert. Darüber hinaus sind für den ATLAS- und CMS-Detektor in den kommenden 5-10 Jahren mehrstufige Erweiterungen geplant, welche unter anderem eine Vervielfachung der Kanal-/Modulzahlen vorsehen und folglich neue und effizientere Stromversorgungskonzepte unumgänglich machen. Derzeit diskutierte Alternativen sind neben der Reihenschaltung von Modulen (serial powering), die parallele Versorgung mehrerer Module bei hoher Spannung und lokaler Gleichspannungswandlung auf diesen selbst (DC-DC powering). Beide Konzepte erreichen theoretisch Gesamteffizienzen von mehr als 80% und reduzieren die eingebrachte Kabelmasse. Neben einer kurzen Vorstellung der verschiedenen Stromversorgungskonzepte wird ein Vergleich mehrerer Typen von Gleichspannungswandlern präsentiert. Ergebnisse der elektrischen Charakterisierung, insbesondere von Effizienz- und Rauschmessungen der Wandler sowie Untersuchungen ihrer Einflüsse auf die Auslese von Front-End-Elektronik des ATLAS-Pixeldetektors werden vorgestellt und diskutiert.