Technische Universität Wien
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2014-09-22 [

Florian Aigner

 | Presseaussendung 95/2014 ]

Einschalten ist mehr als Schalter drücken

Infineon zeichnet Mathias Blank von der TU Wien für eine höchst erfolgreiche Kooperation aus: Er hat ein Konzept entwickelt, das elektronische Störungen beim Einschalten von Geräten verhindert.

Günther Wellenzohn (Infineon), Sabine Herlitschka (Infineon CEO & CTO, Universitätsrätin der TU Wien), Mathias Blank (ACIN, TU Wien), Andreas Kugi (ACIN, TU Wien), Robert Czetina (Infineon) (v.l.n.r) © Infineon

Mathias Blank im Labor

Es kracht im Lautsprecher – seltsame Störgeräusche aus dem Radio kündigen an, dass gleich das Handy läuten wird. Elektronische Bauteile können einander unangenehm beeinflussen, durch elektromagnetische Störungen. Für empfindliche Elektronik, beispielsweise im Auto, ist das ein Problem. Die Bordcomputer sollen schließlich nicht beeinträchtigt werden, wenn man Lichter oder Scheibenwischer einschaltet. Mathias Blank vom Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien entwickelte in einem Forschungsprojekt mit der Firma Infineon und dem Kompetenzzentrum Automobil- und Industrieelektronik (K-AI) eine Lösung: Ein intelligenter Schalter passt den Einschaltvorgang so an, dass Störungen und die Verlustleistung gleichzeitig minimiert werden. Die digitale Steuerung lässt sich in einem kleinen, kostengünstigen Chip einbauen.

Sanft und doch schnell
„Wenn sich beim Ein- bzw. Ausschalten der zeitliche Verlauf des Stromes zu abrupt ändert, dann kommt es leicht zu unerwünschten Effekten“, erklärt Mathias Blank. Viel besser ist es, wenn der Einschaltprozess durch eine gezielte Regelung glatter gestaltet wird und man den Strom in einem kurzen Zeitfenster von wenigen Mikrosekunden kontrolliert ansteigen lässt, bis der Schaltvorgang abgeschlossen ist.

Im Leistungsschalter wird ein starker Laststrom mit Hilfe eines schwachen Steuerstrom-Signals kontrolliert. Der Ein- und Ausschaltprozess wird durch ein Steuerstrom-Signal beeinflusst. Dieses Signal wird von Schaltvorgang zu Schaltvorgang adaptiert, um schließlich das gewünschte Schaltverhalten zu erreichen. Dabei ist die Regelung so konzipiert, dass die dabei entstehende Verlustleistung möglichst gering gehalten wird.

 Einen solchen Verlauf kann man aber nicht so einfach vorgeben. „Wie der Einschaltprozess verläuft, hängt ganz entscheidend von der elektrischen Last ab, die angesteuert werden muss“, sagt Mathias Blank. Ob der Schalter eine Motorkühlung oder eine Glühlampe betätigt, kann einen großen Unterschied machen. Selbst mit der Temperatur ändert sich das Verhalten der Last. So ist beispielsweise der elektrische Widerstand einer Lampe stark temperaturabhängig. Man braucht also einen Schalter, der sich jederzeit ganz von selbst an die aktuellen Bedingungen anpasst. Das ist nur mit Hilfe einer digitalen Regelung möglich.

„Wir haben einen adaptiven Algorithmus entwickelt, der automatisch in jeder Situation den richtigen Schaltvorgang ermöglicht“, berichtet Mathias Blank. In Zusammenarbeit mit Tobias Glück (ebenfalls TU Wien) und Hans-Peter Kreuter (Infineon) wurde das Regelungskonzept von  Mathias Blank im Rahmen seiner Dissertation unter der Betreuung von Prof. Kugi an der TU Wien entwickelt. Der Regelalgorithmus kann nun direkt als digitale integrierte Schaltung auf einem Chip (Smart Power ICs)eingebaut werden, die ohne Filter und Abschirmungen auskommen und damit robuster und billiger sind als bisherige Lösungen.

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Rückfragehinweis:
Dipl.-Ing. Mathias Blank
Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik
Technische Universität Wien
T: +43-1-58801-376295
mathias.blank@tuwien.ac.at

Aussender:
Dr. Florian Aigner
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Wien
Operngasse 11, 1040 Wien
T: +43-1-58801-41027
florian.aigner@tuwien.ac.at

Logo Information & Communication TechnologyInformation & Communication Technology ist – neben Computational Science & Engineering, Quantum Physics & Quantum Technologies, Materials & Matter sowie Energy & Environment – einer von fünf Forschungsschwerpunkten der Technischen Universität Wien. Forschung und Entwicklung werden mit einer Vielzahl an interdisziplinären Projekten verfolgt. Im Fokus steht das Internet. Neben den technischen Grundlagen wird auch die wirtschaftliche, soziale und kulturelle Einbettung der Informations- und Kommunikationstechnologien untersucht.


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