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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.

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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.

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Bilder & Videos

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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.

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Vorteile

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

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Anwendungsbereiche

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

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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.