Test di accettazione degli
alimentatori per il rivelatore
a microstrip di silicio (SSD) di
ALICE
Massimo Venaruzzo – Congresso Società Italiana di Fisica, Genova 25/09/2008
1
Silicon Strip Detector (SSD)
2 Layer esterni del Sistema di Tracciamento Interno
144 Semiladder
Semiladder: unità minima indipendente (lettura, gestione, alimentazione)
Ibridi: elettronica
(floating) di
gestione e lettura
di singolo lato di
un modulo
(~ 4 V – 2 A)
Bias: tensione di
polarizzazione
inversa
EndCap: elettronica
di gestione e lettura
intero semiladder
(< 100 V – 1 mA)
(~ 3 V – 1 A)
2
Richieste performance sistema di
alimentazione
• Campo magnetico residuo (trasformatori e
•
ventole di raffreddamento)
Radiazioni Dose su 10 anni: 5·10 Gy
Campo residuo 300 Gauss
−2
Flusso Integrato 1·1010 cm−2 neutroni equivalenti da 1 MeV
• Isolamento verso massa
Necessario lo sviluppo di alimentatori in grado di soddisfare le esigenze del
rivelatore e operare nelle condizioni richieste
Lungo lavoro congiunto (Trieste + CAEN)
di prototipaggio e problem solving
3
Quanti oggetti?
• 1 Scheda Low Voltage (Ibridi + EndCap) 144 Schede
• 24 Schede High Voltage: 12 Pos, 12 Neg (12 Canali per scheda)
ridurre il ΔV tra elettronica ibridi (floating) ed EndCap (ground)
Impossibilità di accedere agli oggetti in fase di DAQ
Necessario test accurato per verifica funzionalità in accordo con le richieste
Sviluppato sistema di test ad – hoc:
Ridurre tempi di esecuzione
Permettere intervento mirato dell’operatore esterno
4
Test Effettuati
• Verifica calibrazione I,V
• Verifica ripple
• Verifica isolamento verso massa (solo LV)
• Verifica sistemi di limitazione corrente
erogata
• Alimentazione di un semiladder per
verifica del contributo al Common Mode
• Burn - In
5
Verifica Calibrazione
Test Setup
Verifica ripetuta con diverse condizioni di carico
6
Verifica ripple
Test Setup
7
Verifica isolamento verso massa
Elettronica di lettura: flottante entro range ± 100 V
Test Setup: pannello adattatore appendere polo freddo
schede LV alternativamente a scheda HV Pos ed Neg
Verifica limitazioni corrente
Fissata soglia da verificare Induzione trip corrente
Verifica con multimetro esterno
8
Verifica contributo al Common Mode
1. Alimentazione singolo semiladder
2. Run dati
3. Analisi offline con separazione oscillazione modo comune
da rumore intrinseco
Analizzare separatamente contributo schede HV e schede LV:
uso alimentatori di riferimento con caratteristiche note
contributo al CM trascurabile
Maggior contributo: schede LV
9
Burn – In Test
Condizioni del test:
- erogazione continua su carico per tempo ≥ 12 ore
- sia su schede LV che HV
Varietà di problemi evidenziati:
- componentistica difettosa (sensori di temperatura)
- problemi su linea di comunicazione
- schede spente
- deriva corrente monitorata
- spegnimento improvviso dopo settimane
10
Tabella Riassuntiva
Difetto
# Schede LV
# Schede HV
Cattiva Calibrazione
9
10
Ripple Fuori Specifica
1
3
Non Isolate Verso Massa
4
-
Alto Common Mode
0
3 (a basse tensioni)
Difetti in Burn – In
7
3
Range Alimentazione
Scheda Fuori Specifica
29
-
11
Conclusioni
Assoluta necessità test sistematico Evitare non
utilizzabilità di interi settori SSD
Stato Produzione e Test: concluso luglio 2008
Condizioni sistema alimentazione: montato e funzionante
12
13
