Power Trigger

POWER TRIGGER
Types, évolution et historique
Jean-Louis BRETIN
SL/BT/EC
Qu’est-ce qu’un Power Trigger?
Timing
Basse
puissance
15V/300mA
Power
Switch de
Trigger
Puissance
Moyenne
puissance
5KV/200A
Grande
puissance
60KV/10KA
Types de Power Trigger
Switch
haute-tension
Thyristor
Thyratron
Ignitron
GTO
Caratéristique
du pulse de
déclenchement
U=48V, I=2A, pulse 200µs
U=1,6KV, I=30A, pulse 2µS
U=4KV, I=200A, pulse 10µS
U=2,5KV, I=200A, pulse 200µS
pulsepulsepuldpulset=10µS
Paramètres Importants
des Power Triggers
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Turn-on court ( < 200nS).
Temps de montée rapide ( < 100 nS).
Impédance caractéristique basse.
Tension de fonctionnement (1600V, 4000V).
Stabilité du temps d’enclenchement (< 5nS).
Schéma Bloc d’un Power Trigger
TIMING
AMPLIFICATEUR
DE
DECLENCHEMENT
ALIMENTATION
HAUTE TENSION
SWITCH
DE PUISSANCE
ET
CONDENSATEUR DE
STOCKAGE
D’ENERGIE
CONTROLE
SORTIE
Un Exemple d’Utilisation des Power
Triggers
POWER TRIGGER
THYRATRON 1600V
Schéma de Principe d’un Power Trigger
Thyratron 1600V
Historique des Switches Utilisés dans les
Power Triggers
• PETIT THYRATRON (années 1974-1980): nécessite un système de chauffage,
problème de démarrage intempestifs, nécessite beaucoup de maintenance
remplacement chaque année du petit thyratron.
• PETITS THYRISTORS RAPIDES (années 1980-1990): 3 thyristors en séries,
nécessitent des protections, pour éviter un démarrage intempestifs d ’un thyristor,
dû à des parasites lors de la commutation du switch de puissance du kicker.
• TRANSISTORS MOSFETS (années 1990-1995): 5 transistors en série pour la
tenue en tension, courant limité par la résistance de canal des transistors.
• TRANSISTORS IGBT / Insulated Gate Bipolar Transistor (années 1995-1999):
les plus performants actuellement, temps de monté rapide, temps de mise en
conduction rapide, chute de tension en conduction faible, limite son courant
lui-même durant 10µs, si court-circuit intempestif de la charge.
Nombre d ’Unité de Power Trigger en
Utilisation pour les Kickers SPS & LEP
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KICKERS SPS (INJECTION, MKP): 18 POWER TRIGGER THYRATRON.
KICKER SPS (BEAM DUMP, MKDV) déviation verticale: 3 POWER
TRIGGER THYRATRON.
KICKER SPS (MESURE DE Q) verticale et horizontale: 6 POWER TRIGGER
THYRATRON.
KICKER SPS (BEAM DUMP, MKDV) déviation verticale: 3 POWER
TRIGGER 5KV IGNITRON.
KICKER SPS (BEAM DUMP, MKDH) déviation horizontale: 6 POWER
TRIGGER 2700V IGNITRON.
KICKER LEP (INJECTION DANS LES LIGNES DE TRANSFERT): 14
POWER TRIGGER THYRATRONS.
KICKER LEP (INJECTION ELECTRONS ET POSITRONS DANS LE LEP):
32 POWER TRIGGER THYRATRONS.
KICKER LEP: 28 POWER TRIGGER IGNITRONS DE PROTECTION.
SOIT UN TOTAL DE: 110 POWER TRIGGER EN SERVICE DEPUIS 10
ANS.
Nombre de Power Trigger à Fabriquer
pour le LHC
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AMELIORATION DU KICKER D ’INJECTION SPS ( MKP ): 26 POWER
TRIGGER THYRATRON.
KICKER D ’INJECTION DANS LE LHC ( MKI ): 16 POWER TRIGGER
THYRATRONS.
KICKER D ’EXTRACTION BEAM DUMP ( MKD ET DILUTEURS
VERTICAUX ET HORIZONTAUX): 76 (2700V- IGBT GTO ’S TRIGGER
LHC) POUR LE DECLENCHEMENT DE 10 GTO ’S ( GATE TURN OFF )
EN SERIES.
SOIT UN TOTAL DE 118 POWER TRIGGER A CONSTRUIRE.
1600V-IGBT THYRATRON TRIGGER MODULE
POWER TRIGGER IGNITRONS 5 kV
WITH 3 OUTPUTS
EN SERVICE POUR LE TRIGGER DU
KICKER D ’EXTRACTION
PROTOTYPE MKD DANS LE HALL
DE MONTAGE DEPUIS UN AN
POWER TRIGGER STACK GTO KICKER LHC BEAM
DUMP MKD
TRIGGER
INPUT
13V
100A PAR CARREAU
100uS PAR CARREAU
CURRENT GATE
CATHODE GTO
100A PAR CARREAU
500nS PAR CARREAU
TRIGGER INPUT
2700V-IGBT GTO’S TRIGGER LHC MODULE
FIN
MERCI A TOUS DE VOTRE ATTENTION