gesponsertEnergiemanagement der Zukunft Hochpräzise Shunt-basierte Strommessung mit komfortabler digitaler Schnittstelle

Eine genaue DC-Stromüberwachung ist für zahlreiche Hochleistungsanwendungen wichtig. Damit lassen sich erhebliche Effizienzsteigerungen erzielen. Bislang war es jedoch schwierig, Strommessdaten mit ausreichender Präzision zu erhalten.

Üblicherweise kommen für Strommessungen entweder passive Shunts oder Hall-Effekt-Sensoren zum Einsatz. Passive Shunts sind preiswert, kompakt und einfach zu integrieren. Sie liefern genaue und gleichbleibend stabile Messwerte. Der große Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass Leistungsverluste auftreten, die besonders problematisch sind, wenn es um Stromstärken über 100 A geht.

Im Gegensatz dazu weisen Hall-Effekt-Stromsensoren keine direkte elektrische Verbindung auf, sodass es nicht zu Stromverlusten kommt. Jedoch sind sie teurer und deutlich größer. Sie haben einen begrenzten Betriebstemperaturbereich und sind anfällig für elektromagnetische Störungen (EMI). Hinzu kommt, dass sich mit zunehmendem Alter und in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen ihre Empfindlichkeit verändert. Daher müssen sie regelmäßig neu kalibriert werden.

Aktive Shunts von Riedon

Durch die von Riedon entwickelte aktive Shunt-Technologie ist es gelungen, Stromsensoren einzuführen, welche die besten Eigenschaften passiver Shunts und Hall-Effekt-Sensoren vereinen. Damit wird das verwendete Widerstandselement auf ein Minimum reduziert, wobei die darüber gemessene Potentialdifferenz (über einen hochpräzisen isolierten Verstärker) vergrößert wird. So lassen sich weitaus kleinere Stromsignale verarbeiten, wodurch die Verlustleistung auf ein vernachlässigbares Niveau sinkt. Damit bieten sie einen großen Leistungsvorteil gegenüber passiven Shunts.

Bei hohen Strompegeln sind Smart-Shunts wesentlich kleiner und einfacher in Systeme zu integrieren als ihre Hall-Effekt-Sensor-Äquivalente. Smart-Shunts werden aus einer Manganin-Legierung hergestellt und sind zu einem attraktiven Preis erhältlich. Sie weisen eine hervorragende EMI-Beständigkeit auf und sind auch nicht anfällig für Sensordrift. Da sie ihre Stabilität trotz Schwankungen der Umgebungstemperatur beibehalten und sich ihre Empfindlichkeit während ihrer Betriebslebensdauer nicht verschlechtert, entfällt eine Neukalibrierung dieser Bauelemente. Damit lassen sich die Gesamtbetriebskosten (TCO) des Stromsensorsystems deutlich verringern.

Riedon verzeichnet für seine Smart-Shunt-Stromsensoren bereits eine hohe Akzeptanz. Die Bauelemente kommen bereits in zahlreichen Kundenanwendungen im Hochleistungsbereich zum Einsatz. Sie erzielen hohe Genauigkeit, ohne Kompromisse bei der Systemeffizienz eingehen zu müssen. Jetzt ist Riedon bereit, noch einen Schritt weiterzugehen – mit einer neuen Smart-Shunt-Serie.

Neue Generation von Smart-Shunts

Etwas mehr als zwei Jahre nach der Ankündigung der Smart-Shunt-Serie SSA, bei der die Bauteile mit analogen Ausgängen ausgestattet waren, erweitert Riedon sein aktuelles Stromsensor-Angebot um eine zweite Serie. Die Serie SSD bietet den zusätzlichen Vorteil, dass sie über digitale I/Os (RS485 oder CANbus) verfügt, was die Systemintegration erleichtert.

Jeder Stromsensor der Serie SSD verfügt über einen integrierten 16-Bit-Mikrocontroller (MCU) in Automotive-Qualität, hochauflösende Datenwandlung und gepufferte Analogeingänge sowie einen Flash-Speicher mit Fehlerkorrekturcode (ECC). Es können Stromwerte von 100 A bis 1 kA gemessen werden, wobei über diesen Bereich eine Genauigkeit von ±0,1% erreicht wird. Durch eine integrierte nichtlineare Temperaturkompensation bleibt die Genauigkeit bei Änderungen der Umgebungstemperatur unbeeinflusst. Selbst nach 1000 Betriebsstunden lässt sich eine Abweichung der Empfindlichkeit von weniger als ±0,1% feststellen.

Die Bauelemente haben eine kompakte Grundfläche von 68,8 mm x 80 mm, d. h., dass nur minimaler Platz auf der Leiterplatte benötigt wird. Sie haben einen Arbeitstemperaturbereich von -40 bis +115 °C und können daher auch in anspruchsvollen Umgebungen zum Einsatz kommen.

(ID:49423404)