Modulador ressonante em ponte assimétrica para alvo do ISOLDE - CERN

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Electrónica Industrial

O presente projecto apresenta uma nova topologia de circuito para o modulador On –Line – Isotope – Mass – Separator – ISOLDE presente na Organização Europeia de Investigação Nuclear (CERN). O protótipo estudado é um circuito ressonante para descarga do alvo do ISOLDE, ensaiado para valores de tensão entre 1000 e 5000 volts. O alvo do ISOLDE é polarizado com uma fonte de alimentação de precisão através de um semicondutor de potência de alta tensão comandado (Behlke). Para recuperar a energia armazenada no alvo do ISOLDE, projectou-se um circuito ressonante em ponte assimétrica, constituída por dois Behlkes e dois díodos que transferem a energia presente no alvo para uma bobine. Posteriormente a ener gia armazenada na bobine é devolvida ao alvo do ISOLDE a quando da repolarização deste. O controlo dos semicondutores de potência foi realizado através de um micro –controlador programado em linguagem assembly, permitindo uma versatilidade de operação dos Behlke consoante a função designada.

Abstract: The present project is a new circuit topology for On – Line – Isotope – Mass –Separator (ISOLDE) located at the European Organization for Nuclear Research (CERN). The studied prototype is a resonant circuit to discharge the target of ISOLDE, tested for voltage values between 1000 and 5000 Volt. The target in ISOLDE is polarized by a high voltage source through fast high voltage transistor switches (behlke). To recovery the energy of ISOLDE’s target was projected an asymmetric bridge to resonant circuit. This asymmetric bridge is consisting of two diodes and two behlkes that transfer energy in the target for an inductor. Subsequently, with target repolarization, the energy in inductor returns to the target. The control of the power semiconductors (behlke) was performed through a micro –controller programmed in assembly language, allowing for versatile operation of behlke.