Esperimento Gruppo V - INFN – Padova1 APOLLO: Alimentatori di Potenza per aLti Livelli di radiaziOne INFN Padova: Paccagnella alessandro (PO università) Spiazzi Giorgio (responsabile) Costabeber Alessandro (dottorando) Sichirollo Francesco (dottorando) Stellini Marco (tecnico)

Esperimento Gruppo V - INFN – Padova2 Attività Padova (Elettronica di Potenza) 1.L'attività di ricerca proposta è volta allo studio di convertitori cc-cc di tipo Point of Load (POL) non isolati, aventi le seguenti caratteristiche: capacità di operare in un ambiente con elevata dose di radiazione ionizzante (rad-hard); capacità di operare in presenza di una campo magnetico statico molto elevato che può andare da qualche decina di milli Tesla fino al Tesla; elevato rapporto di riduzione della tensione in modo da realizzare basse tensioni di uscita a partire da una elevata tensione di ingresso. 2.Analisi delle caratteristiche statiche e dinamiche di dispositivi GaN di potenza per la realizzazione degli alimentatori in oggetto 1.L'attività di ricerca proposta è volta allo studio di convertitori cc-cc di tipo Point of Load (POL) non isolati, aventi le seguenti caratteristiche: capacità di operare in un ambiente con elevata dose di radiazione ionizzante (rad-hard); capacità di operare in presenza di una campo magnetico statico molto elevato che può andare da qualche decina di milli Tesla fino al Tesla; elevato rapporto di riduzione della tensione in modo da realizzare basse tensioni di uscita a partire da una elevata tensione di ingresso. 2.Analisi delle caratteristiche statiche e dinamiche di dispositivi GaN di potenza per la realizzazione degli alimentatori in oggetto

Esperimento Gruppo V - INFN – Padova3 Attività Padova (Elettronica di Potenza) L'attività di ricerca si svolgerà secondo tre filoni principali: 1.Studio di soluzioni topologiche alternative alla classica configurazione step-down (Buck) capaci di lavorare ad elevata frequenza di commutazione in modo da utilizzare induttori privi di nucleo magnetico (coreless) ; 2.soluzioni aventi un elevato rapporto di riduzione della tensione (high step-down ratio), in modo da innalzare la tensione di alimentazione dingresso e aumentare così la potenza distribuita; 3.Utilizzo di dispositivi di potenza HEMT in GaN di tipo enhancement mode; 1.Studio di soluzioni topologiche alternative alla classica configurazione step-down (Buck) capaci di lavorare ad elevata frequenza di commutazione in modo da utilizzare induttori privi di nucleo magnetico (coreless) ; 2.soluzioni aventi un elevato rapporto di riduzione della tensione (high step-down ratio), in modo da innalzare la tensione di alimentazione dingresso e aumentare così la potenza distribuita; 3.Utilizzo di dispositivi di potenza HEMT in GaN di tipo enhancement mode;

Esperimento Gruppo V - INFN – Padova4 Topologie per convertitori POL LC S L1 S H1 L S L2 S H2 L S L3 S H3 - + ugugugug uouououo Load Multiphase Interleaved Buck Converters S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 L1L1 CoCo R C1C1 L2L2 U in UoUo + - U C1 + - Interleaved Buck with Voltage Divider Pubblicato sul JINST articolo riassuntivo del lavoro fatto con il PRIN 2007 cofinanziato da INFN: Power Supply Distribution System for Calorimeters at the LHC Beyond the Nominal Luminosity Pubblicato sul JINST articolo riassuntivo del lavoro fatto con il PRIN 2007 cofinanziato da INFN: Power Supply Distribution System for Calorimeters at the LHC Beyond the Nominal Luminosity

Esperimento Gruppo V - INFN – Padova5 Circuito di test dinamico per MOSFET GaN Obiettivo: –Misurare contemporaneamente tensione e corrente del dispositivo negli intervalli di commutazione su carico induttivo DUT DRIVER V CC RsRsRsRs L CFCFCFCF + I o (t) iLiLiLiL MOSFET GaN EPC Con solder bumps MOSFET GaN EPC Con solder bumps Raggi X del dispositivo per la verifica della qualità di saldatura Bottom view