Entwicklung eines Systems zur Ermittlung von Strömen in Schaltreglerinduktivitäten mit unbekannten Parametern

Abstract

Häufg stehen Ingenieure des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) vor der Aufgabe, den einem System zur Verfügung gestellten Ausgangsstrom von Schaltreglern während des laufenden Betriebs zu bestimmen. Dies stellt bei den heutzutage gängigen und auch am Institut für Robotik und Mechatronik üblichen, durch Oberflächenmontage bestückten Leiterplatinen eine Herausforderung dar, denn es können keine Leiterbahnen zur Strommessung unterbrochen oder umschlossen werden. Vielmehr müssen schaltungstechnische Maßnahmen schon beim Entwurf vorgenommen werden, welche allerdings Aufwand bedeuten und Verluste verursachen. Darüber hinaus sind viele Verfahren für die Arbeit in der störintensiven Umgebung von getakteten Stromversorgungen fehleranfällig und somit ungeeignet. Das in dieser Arbeit entwickelte, auf einem neuartigen Messverfahren basierende, Messsystem ermöglicht eine solche Strommessung und vermeidet dabei Nachteile bisheriger Messmethoden. Das grundlegende Messprinzip wurde in Hard- und Software realisiert, durch Analog- und Digitalelektronik umgesetzt und in Form eines Prototyps getestet. Die Entwicklung und schaltungstechnische Auslegung des portablen Strommessgerätes sowie die Verifkation des Systems und des Messprinzips anhand von Messungen und Hardwaretests sind Gegenstand dieser Arbeit.