Optimierte Verstärkerschaltung - Schnelles Hochfahren für DC-gechoppte Verstärkerketten
Ref.-Nr. 5992
Keywords: Strommesstechnik, DC-gekoppelte programmierbare Verstärkerketten, kurze Hochfahrzeit, gleichzeitige rauscharme Verstärker, Strommessung in DC- und AC-Anteilen, hohe Auflösung 10-Bit, hohe Verstärkungsfaktor
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.
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
Kommerzielle Anwendung
Diese Erfindung hebt sich positiv vom Stand der Technik ab und adressiert insbesondere Elektronikhersteller, die programmierbare Verstärker im Produktportfolio haben.
Aktueller Stand
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.
—
Eine Erfindung der Ruhr-Universität Bochum.
Dipl.-Ing. Martin van Ackeren
ma@provendis.info
+49 208 9410534