HallinPower®: Flexible Stromsensorik von Milli-Ampere bis mehrere Mega-Ampere

Magnetfeldsensoren für berührungslose Strommessung

Schematische Darstellung eines Chip-Querschnitts und des Feldlinienverlaufs für einen 2-Kanal-Stromsensor
© Fraunhofer IIS
Chip-Querschnitt und Feldlinienverlauf für einen 2-Kanal-Stromsensor

Jeder elektrische Strom erzeugt ein Magnetfeld, das mit Magnetfeldsensoren gemessen und in einen Stromwert umgewandelt werden kann. Auf diese Weise lassen sich berührungslose, galvanisch getrennte Stromsensoren entwickeln, welche aufgrund dieses enormen Vorteils weit verbreitet sind. Es gibt verschiedene Ansätze, um eine zuverlässige Messung des Stroms zu realisieren, die je nach den Anforderungen der Anwendung auf unterschiedlichen Messprinzipien basieren. Die HallinPower®-Technologie vereint mehrere Ansätze und ermöglicht eine flexible Anpassung an unterschiedlichste Messanforderungen, während sie gleichzeitig eine hohe Robustheit gegenüber Störungen gewährleistet. Durch den Verzicht auf magnetisierbare Materialien und den Einsatz integrierter Sensoren lässt sich das Messsystem einfach und kostengünstig aufbauen. Dank fortschrittlicher Algorithmen können auch anspruchsvolle Szenarien, wie beispielsweise die Detektion mehrerer Ströme gleichzeitig, technisch umgesetzt werden.

Im Überblick: Technische Eigenschaften und Vorteile

EIGENSCHAFTEN                                  VORTEILE
  • Galvanische Isolierung
  • Robuste Messsysteme ohne Abschirmung
  • Unempfindlich gegen Überlastung
  • Hohe Dynamik, Linearität und Bandbreite
  • Keine magnetisierbaren Materialien 
  • DC- und AC-Messungen
  • Fertigung in Standard CMOS-Technologie
  • Gleichzeitige Messung mehrerer Ströme
  • Installation während des Betriebs
  • Differentielle Messung
  • Kostengünstige Fertigung
  • Geringe Baugröße durch Systemintegration
  • Geringes Gewicht durch Verzicht auf Kerne
© Fraunhofer IIS
Vergleichende Bewertung etablierter und moderner Strommessmethoden basierend auf unterschiedlichen Eigenschaften

Unser Angebot: Maßgeschneiderte Strommesslösungen

Unsere Expertise in der Strommessung umfasst sowohl neue als auch bewährte Techniken: Eine innovative Lösung stellt die modellbasierte Strommessung dar, bei der mathematische Modelle und fortschrittliche Algorithmen zur exakten Strommessung eingesetzt werden. Dieser Ansatz wird kontinuierlich weiterentwickelt und an aktuelle Anforderungen angepasst. Zusätzlich verlassen wir uns auf etablierte und robuste Verfahren wie das Differenzfeld-Prinzip, das die Differenz magnetischer Felder für präzise Messungen nutzt, und das Ringintegral-Prinzip, das es uns ermöglicht, Ströme durch die Integration des Magnetfeldes entlang eines Pfades genau zu erfassen. Wir bieten Ihnen hierbei Unterstützung entlang des gesamten Entwicklungsprozesses. Dies bedeutet:

  • Machbarkeitsanalyse
  • Entwicklung und Optimierung der Anordnung magnetischer Quellen und Sensoren
  • Ausarbeitung der Signalverarbeitung
  • Realisierung der Elektronik, sowohl diskret als auch integriert
  • Entwicklung von Messungabläufen, u.a. für Produktionstests
  • Unterstützung bei Bauteil- bzw. Modul-Qualifizierung
  • Begleitung beim Serienanlauf und Unterstützung bei der Analyse von Retouren während der Serienproduktion

Anwendungen: Energieeffizienz im Fokus

In Zeiten der Energiewende und des nachhaltigeren Umgangs mit Ressourcen ist das präzise Messen von Strömen im Automobil, in Industrieanlagen und im Smart Home stark in den Fokus gerückt. Die HallinPower®-Technologie bietet hierbei ein umfassendes Sortiment an flexiblen Lösungen für unterschiedlichste Anforderungen. Sowohl bewährte Methoden zur Strommessung als auch moderne Ansätze können realisiert werden. Sie ermöglichen eine schnelle Installation und Inbetriebnahme ohne Kalibrierung sowie die gleichzeitige Messung mehrere Ströme. Insbesondere in Produktionsumgebungen bietet die HallinPower®-Technologie große Vorteile, da sie unkompliziert während des Betriebs integriert werden kann und Unternehmen dadurch Stillstandzeiten vermeiden. Dementsprechend eignet sich HallinPower® beispielsweise für folgende Anwendungen:

  • Stromsensorik für Stromverteiler-Systeme
  • Überwachung energieeffizienter Systeme
  • Energiemonitoring von Photovoltaikanlagen mit Wechselrichtern
  • Batteriezustandsüberwachung, z. B. des Innenwiderstands
  • Bordnetz-Kontrolle
  • Start/Stop-Unterstützung ohne Shunt
  • Ladeinfrastruktur in der Elektromobilität
  • Hochstrommessung in Elektrolyse-Prozessen

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