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Tesis doctorales
Two Quadrant DC/DC converters for CERN High luminosity Large Hadron Collider upgrade
- Doctorando/a:
- Alberto Otero Olavarrieta
- Año:
- 2024
- Personas encargadas de la dirección:
- Estefania Planas, Iñigo Martinez de Alegría
- Descripción:
Este trabajo se centra en el desarrollo de un convertidor de potencia de dos cuadrantes, con el fin de alimentar y recuperar energía de los imanes cuadrupolares IT para la actualización HL-LHC desde una batería de 24 V. En primer lugar, se presenta un resumen de las diferentes tecnologías del CERN que emplean electrónica de potencia para dar un mejor contexto del trabajo realizado. Existen varios tipos de aceleradores de partículas con diferentes requisitos de alimentación: desde imanes superconductores que requieren baja tensión y mucha corriente hasta cavidades resonantes que necesitan tensiones muy altas para funcionar. También se describen los usos de estos dispositivos en otras aplicaciones, como la protonterapia o la radioesterilización de dispositivos médicos. Se han analizado diferentes topologías con una gran relación de conversión. Con el fin de validar experimentalmente la topología propuesta, se ha desarrollado un prototipo de 1 kA con capacidad para operar exclusivamente en el primer cuadrante. Esta plataforma se ha utilizado para verificar un algoritmo de control de tensión y equilibrado de las corrientes de cada celda, elaborado con técnicas Model-based design. Finalmente, en un segundo prototipo optimizado de 660 A (4 celdas de 167 A), se ha demostrado el funcionamiento en los dos cuadrantes con un reparto equilibrado de la corriente en todas las celdas.