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Optimierte Verstärkerschaltung - Schnelles Hochfahren für DC-gechoppte Verstärkerketten


Kurzfassung

In Elektroautos und in den Ladesäulen werden Shunt-Strommesstechniken eingesetzt.
Durch eine spezielle Ansteuerung der Schaltung können Verstärker sehr schnell, sicher und zuverlässig in den Arbeitspunkt hochgefahren werden. Der Verstärkungsfaktor kann über drei Größenordnungen eingestellt werden.


Hintergrund

In Elektroautos und in den Ladesäulen werden Shunt-Strommesstechniken eingesetzt – ebenso im Bereich der elektrischen Energieübertragungstechnik, wo sie unter anderem die Leistung elektrischer Energieströme erfassen.


Bilder & Videos


Lösung

Diese Erfindung aus der Ruhr-Universität Bochum verwendet zur Strommessung integrierte DC-gekoppelte programmierbare Spannungsverstärker, die im differentiellen Betrieb verschaltet sind – wobei durch eine Mehrzahl von Widerständen und Schaltern der Verstärkungsfaktor eingestellt werden kann. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Schaltungen und Verfahren: Durch eine spezielle Ansteuerung der Schaltung kann der Verstärker sehr schnell, sicher und zuverlässig in den Arbeitspunkt hochgefahren werden. Der Verstärkungsfaktor kann über drei Größenordnungen eingestellt werden – sowohl DC- als auch AC-Stromanteile lassen sich daher hochgenau messen. Innerhalb eines eingestellten Messbereichs kann eine 10-Bit-Auflösung erreicht werden. Die Schaltung hat kein farbiges 1/f Rauschen, sondern weist lediglich thermisches Rauschen auf. Dem Verstärker ist ein Sigma-Delta-Modulator nachgeschaltet, der diese Schaltung zu einem modernen „Current to Digital“ Konverter Systems werden lässt.


Vorteile

  • schnelles Hochfahren des Verstärkers
  • CMOS-basierte Schaltung
  • serientauglich
  • kompakte Bauform
  • kostengünstig
  • einfacher Schaltungsaufbau
  • rauschfrei

Anwendungsbereiche

Diese Erfindung hebt sich positiv vom Stand der Technik ab und adressiert insbesondere Elektronikhersteller, die programmierbare Verstärker im Produktportfolio haben.


Service

Eine Anmeldung am Deutschen Patent- und Markenamt ist am 20. November 2020 erfolgt, weitere Auslandsnachanmeldungen sind im Prioritätsjahr möglich. Ein Prototyp wurde in 350 nm CMOS-Technologie erstellt, so dass eine Umsetzung für einen Interessenten keine technischen Probleme erwarten lässt. Im Namen der Ruhr-Universität Bochum bieten wir interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung und der gemeinsamen Weiter­entwicklung der Technologie mit den Erfindern aus der Ruhr-Universität Bochum an.


PROvendis GmbH

Martin van Ackeren
+49.208 94105-34
ma@provendis.info
www.provendis.info
Adresse
Schloßstr. 11-15
45468 Mülheim an der Ruhr



Entwicklungsstand

Labormuster


Patentsituation

  • DE anhängig

Stichworte

Strommesstechnik, DC-gekoppelte programmierbare Verstärkerketten, kurze Hochfahrzeit, gleichzeitige rauscharme Verstärker, Strommessung in DC- und AC-Anteilen, hohe Auflösung 10-Bit, hohe Verstärkungsfaktor

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Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen