search query: @supervisor Ovaska, Seppo / total: 64
reference: 11 / 64
« previous | next »
Author:Holma, Janne
Title:Pulse power modulator development for CERN's compact linear collider
Pulssiteholähteen kehittäminen CERNin compact linear collider -hiukkaskiihdyttimeen
Publication type:Licentiate thesis
Publication year:2014
Pages:vii + 86      Language:   eng
Department/School:Sähkötekniikan ja automaation laitos
Main subject:Tehoelektroniikka   (S-81)
Supervisor:Ovaska, Seppo
Instructor:Barnes, Michael
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201507013635
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  1061   | Archive
Keywords:pulse power modulator
inductive adder
kicker system
feasibility study
pulssiteholähde
induktiivinen summain
ohjausmagneettijärjestelmä
CLIC
toteutettavuustutkimus
Abstract (eng): This thesis presents the design steps and a prototype for a high precision pulse power modulator.
Prototyping of the pulse modulator is a part of the feasibility study of Compact Linear Collider (CLIC) study.
The CLIC design relies on Pre-Damping Rings (PDR) and Damping Rings (DR) to achieve the very low emittance through synchrotron radiation.
The pulse power modulators for the DR kickers must provide extremely flat, high-voltage pulses.
The specifications of the 2 GHz baseline called for a 160 ns duration flattop of 12.5 kV, 250 A, with a combined ripple and drop of not more than +-0.02 %.

In the beginning of the thesis, a literature review is presented to choose the topology for a high precision pulse power modulator.
A modulator based on solid-state switches, the inductive adder, has been selected as the most promising approach to meeting the specifications.
This topology allows the use of both digital and analogue modulation techniques.
Then, the electrical and mechanical design of the inductive adder is presented, especially for matching the output impedance of the modulator to a load.
The reasoning for selecting the main components for an inductive adder is also covered.
The thesis also presents simulation studies of applying different compensation methods for achieving the required pulse waveform for the CLIC DR extraction kicker system.

The design methods have been verified by building a prototype inductive adder and testing it with up to 1.4 kV output voltages.
The simulations studies and the initial measurements have shown that the required high precision for CLIC DR kicker inductive adder is very probably feasible with the developed design.
Abstract (fin): Työssä esitetään suunnitteluaskeleet ja prototyyppilaite erittäin suuren tarkkuuden pulssiteholahteen toteuttamiseen.
Pulssiteholähteen prototyypin suunnittelu ja toteutus on osa Compact Linear Collider (CLIC) -kiihdyttimen toteutettavuustutkimusta.
CLIC-hiukkaskiihdyttimessä käytetään esivaimennuspiirejä (Pre-Damping Ring) ja vaimennuspiirejä (Damping Ring) joilla saavutetaan synkrotronisäteilyä hyödyntäen erittäin alhainen hiukkasuihkun emittanssi.
Vaimennuspiirien ohjausmagneetteja syöttävien pulssiteholähteiden täytyy tuottaa äärimmäisen tasalatvainen korkeajännitteinen pulssi.
Teholahteen vaatimukset vaimennuspiirin 2 GHz:n perustaajuudella toimivalle versiolle ovat seuraavat: 160 ns pituinen tasalatvainen pulssi 12.5 kV:n jännitteellä, ja 250 A:n virralla, jonka yhdistetty amplitudin vaihtelu ja virran tai jännitteen alenema pulssin aikana saa olla korkeintaan +-0.02 % asetetusta arvosta.

Aluksi työssä esitetään kirjallisuuskatsaus topologian valitsemiseksi annettujen vaatimusten mukaan.
Tämän perusteella pulssiteholähteen perusratkaisuksi on valittu puolijohdekytkimiin perustuva induktiivinen summain, koska summaimen ulostuloa voidaan moduloida sekä digitaalisilla että analogisilla modulaatiomenetelmillä.
Tämän jälkeen esitellään induktiivisen summaimen sähköinen ja mekaaninen suunnittelu ja summaimen lähtöimpedanssin asettaminen haluttuun arvoon.
Työssä käsitellään myös yksityiskohtaisesti pääkomponenttien valinta induktiivisen summaimeen sekä esitellään kompensointimenetelmä, joilla induktiivisen summaimen ulostulon tarkkuutta voidaan parantaa.

Työssä esitettyjä suunnittelumenetelmiä käyttäen on rakennettu prototyyppilaite, jolla on tuotettu 1.4 kV jännitepulsseja.
Simuloinneilla ja prototyyppilaitteella tehdyillä mittauksilla on osoitettu, että CLIC-kiihdyttimen vaimennuspiirien ohjausmagneettien pulssiteholähde voidaan hyvin todennäköisesti toteuttaa samoja suunnitteluperiaatteita käyttäen,
ED:2014-06-17
INSSI record number: 49283
+ add basket
« previous | next »
INSSI